1950年，跟随雁北文物勘察团的脚步，宿白又到云冈石窟进行了实地勘察。次年，结合已有的考古成果，他写出了《<大金西京武州山重修大石窟寺碑>校注》初稿，后经反复修改于1956年第一期《北京大学学报·人文科学》发表。这篇文章重建了云冈石窟的年代体系和后期的营建历史。

　　这是云冈石窟最为兴盛的时期，呈现出了郦道元在《水经注》中描述的恢弘之势：“凿石开山，因岩结构，真容巨壮，世法所希。山堂水殿，烟寺相望。”这也是随着北魏的逐渐汉化而在石窟造像上开始体现出本土化趋势的时期：比如第8窟后室南壁明窗西侧壁的菩萨像，开始呈现出汉人的面部特征，鼻头小而圆、眼窝扁平、面相丰润；被称为“音乐窟”的第 12 窟，在众多伎乐手持的乐器中，既有龟兹的五弦、西亚波斯的竖箜篌、天竺的梵贝，鲜卑的羌笛、羯鼓、胡笳、琵琶等，也有中原的筝、排箫、横笛、琴等，并且这些起舞飞天的伎乐基本没有明显的性别特征，与印度的男女双飞天形象大相径庭；服饰上也逐渐汉化，第 5 窟佛像已身着褒衣博带式佛装，第 6 窟则模仿汉式皇室贵族衮冕创造出全新的服饰，外衣为广袖汉式长袍，袖口宽阔、长垂至膝，衣襟为左衽、领口开至胸前，点缀有缚带，下装长裙，衣摆宽松飘逸、垂至脚踝、褶纹重叠；石窟的形制则开始吸收汉式建筑特征，外立面如“正面六间木构建筑”的第9、10窟，最早出现了仿木结构窟檐及屋形龛等。除此之外，据杭侃向《中国新闻周刊》解释，“包括佛传故事、装饰纹样的布局，（也）很容易让人联想到汉画像石的构图方式” 。

　　此前一年，伊东忠太带领日本考察团，对北京紫禁城进行过为期两个月的考察和测绘。这次重回中国，游历至大同时，他从当地知县口中得知城外向西三十余里的郊外有一处石窟寺，于是立即借阅县志，查找相关记事。翌日天不亮，他便出发前往云冈，当恢弘的遗迹展现在眼前时，登时“欢喜雀跃，手舞足蹈，不知所措”。回到北京，他将这趟旅程写作《云冈旅行记》，几年后又发表了《北清建筑调査报告》《支那山西云冈石窟寺》，将云冈故迹推向了海外学术界的视野中。