尽管队员们表示反对，但是彭加木执意前往，他觉得不能浪费这次机会。最终队员们没有拗过他，继续前行，不过为了安全起见，如果水或者油使用到一半，而行程还没有过半时，他们就必须要原路返回。

当时的考察条件非常简陋，没有净水装置，就把水放到铁桶之中，而铁桶和水接触之后又会生成铁锈混合到水中，就这样队员们喝着混合着铁锈的水坚持了下来。

导航系统也没有现如今先进，无法使用卫星检测前方环境，队员们只能靠着车子亲自摸索，寻找地图上标记的水井位置。

然而令人遗憾的是，在混合着铁锈的水也快要用完的时候，考察队既没有寻找到有价值的矿长，也没有找到水源，按照约定，此时应该立即返航。但彭加木仍旧执意前往，到前方寻找水源。

这一次队员们又失望了，前方并没有水源，考察队员中有一位是水文科学家，他检查了当地的土壤条件之后，认为当地不可能有水，即使有水也是不能喝的盐碱水。

而此时队员们携带的水和油已经无法支持返航了，想要生存就必须要向基地求救。然而就在队员们发出求救信息之后，彭加木却失踪了。

原本彭加木只需要和队员们一起守在营地附近，就能够等到救援。但是彭加木却自己悄悄地走掉了，留了一个纸条：我往东边找水井。

等到队员们发现彭加木失踪之后，立即开车去寻找，然而始终没有找到。等到第二天直升机赶来后，了解情况后也加入到寻找彭加木的队伍中，据当时的人介绍，在直升机上就连地上的兔子都能看得一清二楚，但就是没有发现彭加木的身影。

后来我国又先后组织四次寻找彭加木，誓要生要见人、死要见尸，据说当时为了找到他的遗骸，可谓是“掘地三尺”，就连地上遗落的生物遗骸都被搜救队发现了，但遗憾的是依然没有寻找到他的身影。

彭加木失踪之后，关于他的失踪流传着很多种说法，有人认为他带着双鱼玉佩穿越了。其实这种说法属于无稽之谈，原因是因为双鱼玉佩是辽国的陈国公主墓所发掘的文物之一，而陈国公主墓发掘时间在彭加木失踪之后，彭加木不可能拿着还未出土的双鱼玉佩失踪。

其次有人认为彭加木叛逃了，或者是被国外势力劫持了，这种说法也没有事实依据。原因是因为罗布泊离边境线非常远，在没有食物、没有水的彭加木根本不可能凭借自己一个人的力量走出罗布泊。即使国外势力想要到达这里掠走彭加木，也难以穿越我国国境线，更不可能在我国不知道的情况下进入到我国腹地，掠走正在罗布泊寻找水源的彭加木。

尽管彭加木失踪至今，也没有找到他的遗骸。但是关于他的失踪，科学家们都认为他已经遇难了。在罗布泊地区有许多雅丹地貌，彭加木很可能在雅丹地貌躲避风沙时，被倒塌的石头埋到了地下，导致救援队很难寻找他的踪迹。