Fra 1899 til 1902 fulgte nok en ekspedisjon i Sentral-Asia. Den førte gjennom Tarimbekkenet, gjennom Tibet og Kashmir til Calcutta. Hedin reiste langs elvene Jarkent-darja, Tarim og Kontsche-darja, og fant det tørre elveleiet til Kum-darja og det uttørkede Lop Nor. I nærheten av Lop Nor oppdaget han ruinene etter den 340 x 310 m store, muromkransede gamle kongeby og senere kinesiske garnisonsby Loulan med den kinesiske militærkommandantens teglsteinshus, en stupa og 19 boliger av poppeltre. Dessuten fant han et trehjul som stammet fra hestetrukne kjerrer (kalt ), og noen hundre skriftdokumenter av tre, papir og silke i Kharoshthiskrift. De gav informasjoner om byen Loulans historie; byen hadde ligget ved bredden av Lop Nor, men ble forlatt i 330 ettersom sjøen tørket inn og drikkevannet dermed forsvant.