Theo Viện Khảo cổ học Tây An, mộ của vợ chồng Diêm Thức Vi được phát hiện hồi tháng 4/2002. Ngôi mộ nằm sâu dưới lòng đất hơn 4 mét, chia làm ba tầng, bị hư hỏng nặng. Việc khai quật ngôi mộ được tiến hành trong nhiều năm, và hoàn tất cuối năm 2014. Tấm bia đen ghi lại cuộc đời Diêm Thức Vi, là cổ vật có giá trị nhất trong ngôi mộ. Trên đó viết "Ngài (Diêm Thức Vi) cố tình tự làm gãy tay để chống lại sự đe dọa của quân phản loạn, bày tỏ sự trung thành với triều đình". Loạn quân do Lý Kính Nghiệp dẫn đầu, khởi xướng ở Dương Châu, nơi Diêm Thức Vi đang cai quản, để chống lại Võ Tắc Thiên - lúc bấy giờ lên Thái hậu, trị vì cùng con trai Duệ Tông.
Theo Live Science, ngoài một ít xương cốt sót lại, các nhà khảo cổ học tìm thấy nhiều tượng nhỏ được chế tác công phu, màu sắc tinh tế. Ngoài ra, còn một chiếc gương nhỏ, mặt sau làm bằng vàng hình bông hoa, được đặt cùng hài cốt vợ của Diêm Thức Vi. Lý Kính Nghiệp thuyết phục Diêm nổi loạn, nhưng ông từ chối và đem quân chống lại Kính Nghiệp. Loạn quân sau đó bị tiêu diệt, Võ Tắc Thiên thăng chức cho Diêm. Năm 690, bà tự xưng đế, lập ra triều đại Võ Chu.
Tượng Diêm Vương cao 79 cm mặc áo giáp đứng trên con bò được đặt trong hầm mộ để canh gác. Diêm Thức Vi là người phò tá đắc lực cho nữ hoàng đế đầu tiên và duy nhất của Trung Hoa, được thăng chức đại tướng quân năm 699, "trấn tại kinh đô, bảo vệ sơn hà", tấm bia viết.
Một tượng Diêm Vương khác được tìm thấy, cao khoảng 75 cm. Diêm Thức Vi hưởng lộc chưa được bao lâu thì tai họa ập đến. Chữ khắc trên tấm bia cho thấy, em trai Diêm định tạo phản, liên lụy cả gia đình chịu tội. Nữ hoàng đế ra lệnh tru di toàn gia tộc họ Diêm, toàn bộ họ hàng thân thích của ông bị chặt đầu, trừ người vợ đã qua đời trước đó.
Tượng gác mộ với mặt người giận dữ cao 92 cm. Đây là tượng thường thấy ở các lăng mộ Trung Quốc như vị thần gác cửa bảo vệ người chết. Thi thể Diêm Thức Vi cùng người nhà bị chôn cất sơ sài. Năm 705, Võ Tắc Thiên thất thế rồi qua đời ít lâu sau đó, đánh dấu sự kết thúc của triều đại Võ Chu, nhà Đường được khôi phục.
"Sự hồi sinh của nhà Đường đã xóa tội cho Diêm Thức Vi. Do đó, phần còn lại của hài cốt được mai táng tại quê nhà", tấm bia viết. Trong ảnh, một thần gác mộ khác, tóc gáy hình ngọn lửa cao 95 cm.
Nhiều trang sức quý cũng được tìm thấy trong phần mộ của gia tộc Diêm Thức Vi, trong đó có chiếc mũ quan được làm từ nhiều chi tiết và vật liệu khác nhau như đá quý, ngọc trai và lông vũ. Các nhà khảo cổ đang lên kế hoạch phục dựng lại chiếc mũ quan này.
Trong hầm mộ có nhiều tượng động vật. Tượng con lạc đà này cao 65 cm.
Tượng một người phụ nữ cưỡi ngựa, mặc áo khoác ngắn tay cao 41 cm.