面对此情，张森水、吴茂霖认为是天津方面搞错了，便乘车连底赴津，找到市公安局专案组人员，将在北京查询的情况作了说明，并提出能不能看一看天津方面所掌握的有关档案材料，以验证是否搞错了人名。专案组组长王重光有些为难地说：“这是首长交办的绝密案件，非专案组正式人员，是不能查看的。”张、吴二人听罢，不好再说什么，只表示愿意继续协助专案组人员做些力所能及的工作。
此后，专案组人员分成两个小组，一个小组继续负责天津方面有关线索的侦查；另一个小组则到北京，对弗利是否曾在协和医学院一事作进一步核实。同时，对当年由瑞士人在中国开办的百利洋行北平总行是否染指了“北京人”一事，也要作一番认真的查询。
天津专案组人员来到北京后，住进了公安人员常住的崇文门宾馆。他们经过一周的艰苦查访，终于查明太平洋战争爆发前，弗利确实曾在北平协和医学院工作过一段时间，只因他工作的时间较短，加之他当年只是一个很不起眼的上尉军医，故没有引起、也不可能引起如林巧稚、张孝骞等人的注意。同时，经过查证，弗利其人确实是当年美国海军陆战队驻天津兵营的军医，1941年珍珠港事件后被日军俘虏，也属事实。
但天津专案组人员在对瑞士百利洋行北平总行的调查，属于异地办案性质，而瑞士百利洋行北平总行又是涉外机构，他们无法看到档案，使查证工作遇到了难以克服的困难。鉴于此情，天津专案组人员只好又找到张森水，希望由他向中国科学院古脊椎动物与古人类研究所提出建议，由中国科学院出面协调，请北京市公安局介入此案。因为瑞士百利洋行北平总行属于北京管辖范围，若是北京市公安局出面办案，就会顺利得多。
张森水认为这个意见自有道理，便写了一份报告交到研究所，由研究所呈送给了中国科学院。遗憾的是，在那个混乱无序的年代里，中国科学院的领导大都泥菩萨过河——自身难保，根本不可能来落实此事。而那些革委会的头头们，关心的只是“造反有理”与“打倒一切牛鬼蛇神”，更不会过问与大局无关的“闲事”。张森水写的报告成了肉包子打狗——有去无回。北京方面的查找，至此中断。
天津方面的调查，进展还算顺利。在弗利提供的三条线索中，其中一条是他将一个军用提箱寄存在了瑞士百利洋行天津分行。经专案组调查得知，百利洋行天津分行在太平洋战争爆发前后，确实做过一些倒卖文物的生意，染指“北京人”之事，也是完全可能的。但专案人员在调查中，与之相关的人员却一口否认他们曾经收到过弗利送去的军用提箱，更没有见到过什么“北京人”化石，甚至有人还说，我们根本就不知道弗利这个所谓的美国医生。
弗利提供的第二条线索，是说他将一只军用提箱放在法国人开办的巴斯德研究所了。经专案组对原巴斯德研究所部分有关人员进行调查，也未找到可靠的线索和依据。正当一筹莫展时，意外的情况出现了：有人提供了一个中国女人的线索，说这个中国女人当年曾是原巴斯德研究所所长最宠爱的情人，很可能她知道有关箱子的情况。
于是，专案人员顺藤摸瓜，找到了原巴斯德研究所所长当年的这个中国情人，而后通过多次追问，这个“情人”终于吐露了真情：她当年和巴斯德研究所所长确实曾经相爱，并且也认识弗利这个美国军医。就在1941年12月7日，她和巴斯德研究所所长以及弗利三人，还在北平北海公园游玩过一次，直至深夜才赶回天津。但第二天一大早，美国海军驻天津兵营就突然被日军包围，接着弗利被俘，之后便再也没见弗利和巴斯德研究所所长有过接触，更没见过所谓送来的军用提箱。
从所长情人的讲述中可知，珍珠港事件爆发前一天，弗利还在北平北海公园游玩，而装有“北京人”的箱子这时要么还在秦皇岛，要么还在秦皇岛至天津途中，弗利手中是不可能有箱子的。珍珠港事件爆发后，弗利当即被俘，而被俘后的弗利不可能有人身自由，同样也就不可能拥有箱子。所以这位“情人”在珍珠港事件爆发前后，没有见到弗利送来的箱子，自在情理之中。但，所长情人没见到弗利送过箱子，并不等于弗利没有送过箱子。因为据弗利后来所说，他被俘后一个星期后又被放了出来，他是在被放出来之后将箱子转存到巴斯德研究所的。可专案组又经过一段时间的查找，还是没有在原巴斯德研究所找到弗利所说的箱子。而弗利当年是否就一定把箱子存放在了原巴斯德研究所，也缺乏可靠的证据。
