孙殿英当然不是一拍脑门想到的这个主意，而是之前早已耳闻目睹了东陵陵区被破坏的景况。当时孙殿英的部队正驻扎在河北省遵化县境内。东陵自建陵以来，一直设有护陵机构守卫，还有宗人府、礼工部等机构分别承担陵寝一切事务。但是自1914年（民国三年），经内务部将东陵红桩以内地区划归清室管辖后，守陵人员就以薪饷无着，解决旗民生活困难为名，在皇陵周围开垦土地。此后，对东陵土地和林木的破坏逐渐升级。1921年，东陵落入北洋军阀之手，东陵陵树被公开盗伐，至1928年已变成秃山了。
东陵的地面建筑也被军阀和当地居民偷盗拆毁，部分嫔妃的墓也被盗。孙殿英部开驻遵化县时，沿途屡见被拆毁的东陵殿宇木料大量外运。再加上前有马兰峪匪首马福田盗卖东陵珍宝一事，这些都让孙殿英心里发痒。他决定对清东陵下手了。
1928年7月1日，在马兰峪各街道路口的墙壁上突然出现了第十二军的告示，称从即日起在东陵进行军事演习，限令演习区域的居民必须从速迁出，严禁进入陵区，否则发生意外概不负责。老百姓看了布告，哪敢逗留，连那些守护陵寝的旗丁，也一个不剩地撤出了陵区。孙殿英还不放心，又派兵严守陵园各处机关要道，并散出谣言，说陵园四周布有地雷。这样一来，更没有人敢靠近陵区一步了。
盗墓开始前，孙殿英假模假样地做了动员报告，宣布崩皇陵也是革命，是继承孙中山的遗志，是革命。7月4日，掘墓开始，首要目标是最豪华的慈禧的普陀峪定东陵。工兵营在陵寝各处连续挖了两天两夜没找到地宫入口，孙殿英急了，派人把当地地保找来。地保听说是要自己为盗皇陵当“参谋”，顿时吓得面如土色，抖若筛糠，但又惹不起这个军长，只好说自己也不知道入口，建议孙殿英找几个附近的老旗人问问。这话提醒了孙殿英，他立即派人找来五六个老旗人。这些老人也不知道地宫入口，孙殿英以为他们是不肯说出秘密，于是软硬兼施，不到半天工夫就折磨死了两个，有一个实在受不了这罪，道出了离此地十多公里有个姜石匠，曾参加修筑慈禧的陵墓，兴许还能记得进地宫的位置。
按常规，为了不让外人知道地宫入口，古时修筑皇陵最后一道工程的匠工，往往都被处死，这个姜石匠又怎么能活下来呢？原来，当时已四十多岁的姜石匠，刚从老乡那里得知老婆给他生了个独生子。此时骤然听到自己被留下来做最后一道工程的恶讯，心想连儿子也没看一眼就死去，心里很是难过。心中有事，工作时难免心神恍惚，一不小心被一块大石头砸晕了。监工以为他死了，怕玷污了寝宫，便叫人将他拖出去扔到荒山坡。姜石匠就这样捡回了一条命。
也有说法称，孙殿英能找到陵墓入口，是因为他的手下潭温江挟持了曾在定陵料理过慈禧丧事的定陵郎中苏必、聪林。
总之不管是什么方法，墓道口找到了。接下来又遇到了麻烦，道口被多层花岗石堵得严严的，石头与石头之间又用的是桐油糯米石灰浆粘固，怎么也凿不开。孙殿英干脆叫部下运来炸药强炸。慈禧陵墓的墓道在轰隆声中被炸开一个大窟窿，一股股阴霉气从墓地里窜出。在孙殿英的逼迫下，掘墓官兵提着马灯战战兢兢地沿墓道往下，孙殿英又命谭温江带一排士兵堵在墓道口，谁敢携宝潜逃就打死谁。
这些官兵穿过墓道进入地宫后，顿时被石条供桌上的珠宝闪花了眼。他们早把恐惧抛诸脑后，一拥而上，将供桌上的殉葬宝物抢得精光。接着他们又以刀劈斧砍，将慈禧的棺打开，那满棺的金银珠宝更是灿灿莹莹。匪兵们又群起向棺里扑去，将棺内珍宝劫掠一空。抢掠中，慈禧尸骸被扯出棺外，尸首被分拆，惨不忍睹。有三名军官为争夺宝物互相残杀，死于地宫内。匪兵们在撬动棺木时又发现一个地洞，复又将地洞宝物抢光。
慈禧墓盗毕，孙殿英又命挖乾隆的裕陵，也是用炸药炸开墓道入口。乾隆的地宫更富丽堂皇，匪兵们进去后，同样将乾隆棺的宝物抢劫一空。好在乾隆的尸身已腐化，仅剩头发和肋骨，才没有落得抛尸棺外的下场。可叹的是，匪兵们只认金银珠宝，乾隆倾其一生搜集的旷世名帖字画、孤本秘籍，都被扔在污泥浊水之中毁于一旦。之后孙殿英又准备挖掘康熙的景陵，正欲动手，不料石下沟中流出黄水，越流越大，顷刻地上已积水二尺余，故未动手。7月11日，经过七天七夜的疯狂盗掘，孙殿英部满载而归，盗掘财宝装满了三十大车。孙撤退时，躲在附近的土匪以及一些军阀散兵游勇又对东陵进行了多次洗劫。曾经风光的皇陵，一时间变成了乱坟岗。
关于乾隆裕陵中的宝物，无详细记载可查，但考虑到他是清史上最虚荣、最会享受的皇帝，其陵墓中的随葬珠宝一定是车载斗量。慈禧墓的葬品则有详细的记载。
慈禧最宠幸的大太监李莲英的侄子写了一本《爱月轩笔记》，该书中对慈禧地宫宝物的价值作了说明：金丝绵褥制价为八万四千两白银；绣佛串珠薄褥制价二万二千两；翡翠荷叶估值八十五万两；陀罗经被铺珠八百二十颗，估值十六万两；后身串珠袍褂估价一百二十万两；身旁金佛每尊重八两，玉佛每尊重六两，翡翠佛每尊重六两，红宝石佛每尊重三两五钱，各二十七尊，共一百零八尊，约值六十二万两；翡翠西瓜两枚，约值二百二十万两；翡翠甜瓜四枚，约值六十万两；玉藕约值一百万两；红珊瑚树约值五十三万两；价值最高的是慈禧头上戴的那顶珠冠，上面一颗四两重的大珠系外国人进贡，价值一千万两，总价约一千零五万两。另外，慈禧身上填有大珠约五百粒，小珠约六千粒，估值二十二万八千两。
根据以上所载，可以看出慈禧墓的随葬品数量之巨，价值之高。
孙殿英盗掘东陵后急于想销赃，四处活动联系国内外有关人士。当孙的手下谭温江等人潜入北平（北京），暗中委托古玩商黄百川代销珍宝时，被卫戍司令部截获。天津警备司令部也在海关查获了企图外运的东陵文物，计有三十五箱，预备出口，运往法国，所报价值两万二千元。在东陵案发两个多月后第六军团总指挥徐源泉上交东陵文物中，有金镶镯、红宝石、蓝宝石、碧玺、汉玉环、翡翠、红珊瑚龙头、花珊瑚豆、玛瑙双口鼻烟壶、白玉鼻烟壶等三百余件。由此可见孙殿英部所盗宝物之巨。
此外，盗墓官兵私自藏匿的宝物数量也很巨大。青岛警察厅侦探队曾在大港码头缉获孙殿英部逃兵张岐厚等三人，查获其携带的宝珠三十六颗。据张交代，他在天津已经卖了十颗，得币两千二百元，这四十六颗宝珠是在慈禧地宫捡到的。一个士兵尚且能拥有四十六颗宝珠，那连、营、团、旅、师、军长所得的宝物就可想而知了。
东陵被盗之时，蒋介石、何应钦等国民党党政军要员正在离东陵仅一百多公里的北平举行告祭孙中山、庆祝北伐胜利的活动。由于孙殿英严密封锁消息，故北平的要员们竟一无所知。直到8月初，由于谭温江到北平销赃时被擒，才东窗事发。一时间举国哗然，东陵盗案成为1928年夏季最受瞩目的大事件。许多民众团体纷纷电请国民政府，呼吁究查主谋。国宝整理委员会吁请当局，速收缴被盗国宝，严防流出海外。
在全国声势浩大的声讨声中，国民政府不得不摆出一副整饬军纪、维护公理、严惩主犯的阵势。8月10日，盗案发生一个月后，以国民政府委员刘人瑞为首的调查人员才起身前往东陵开始调查。他们在盗墓现场捡到孙殿英部下柴云升盗陵时遗失的名片，又在裕陵墓道捡到铁尖锄一把，这种尖锄系工程兵所特有，还在马兰峪街头发现孙殿英和旅长韩大保贴的告示。根据附近居住的陵户报告，当时曾听到陵墓方向传来的爆炸声，并不时看到有军人到街上购燃料，人人腿脚都沾有地宫灰泥。又有人禀报，正值盗墓的7月9日、10日两天，见到孙军长夜间乘汽车到了马兰峪。
一切证据都指向孙殿英。然而，国民党要员们在谁是盗陵主犯上却含糊其辞，有时称之为“直奉联军某部”，有时称之为“逆军残部”，或“某方残军”。孙殿英本人也很坦然自若，竟以十二军军长和案情以外的“第三者”身份，向第六军团总指挥徐源泉递交呈文，为被捕的部下谭温江辩护，称谭与盗陵案绝无关系。徐源泉看了孙的呈文，叫人捎信给孙，给他指点迷津，要他下大本钱打点各方关键人物，甚至各军团长、各军长门前也要设法打点，只要这些人不群起而攻之，民众方面是可以压服的。孙殿英心领神会，他立刻从东陵赃物中挑选出一批珍贵的物品，开始四处打点。蒋介石、何应钦、戴笠、宋子文、宋美龄、孔祥熙以及宋蔼龄等人都得到了价值连城的随葬品。阎锡山也收到了价值五十万元的黄金。
一番打点下来，政府大员对盗墓事件查办起来就不太积极了。后来，要犯谭温江被保释出狱，其他盗陵人犯也多逃出北平。
东陵被盗一个多月，一直处于无人管理的状态。国民政府方面虽派大员勘查过，却无善后办法。寓居天津张园的末代皇帝溥仪闻讯后痛哭，即在张园设灵祭奠，并电召北京皇室宗亲以及清室遗臣速来津商讨善后事宜，最后派人前往东陵勘查，办理一切善后事宜。8月31日，乾隆、慈禧的遗体才得以复葬。
各界人士对国民政府的不作为表示不满，纷纷电请政府，要求从速秉公处理。清皇室也不断敦促政府严惩凶犯。不得已，南京国民政府电催阎锡山尽快办案，阎锡山又电令卫戍司令部从速组织军事法庭，由商震上将任审判长。保释在外的谭温江重新收押，听候审判。1928年12月中旬，军事法庭对东陵盗案开庭调查。孙殿英故伎重施，四方打点，不久，这一策略果然奏效，案件审理重又归于沉寂。
次年4月20日，案件终于开庭预审。预审中，主犯谭温江拒不承认盗掘一事，主谋孙殿英更是逍遥法外，他接到阎锡山的暗示，主动请求开赴前线，协同任应岐讨伐老上司张宗昌去了。6月15日，军事法庭将审判书呈报中央，将谭温江等嫌疑犯在押，久悬未决的东陵盗案宣告结束。但因案情盘根错节，此案一直难以判决。这时孙殿英已经因为围剿张宗昌有功，深得阎锡山、冯玉祥等人的器重。经孙殿英与阎锡山交涉，谭温江再次被释放。以后孙殿英不断加官进禄，担任安徽省主席、暂编第五军军长。在抗日战争时期，他和庞炳勋投敌组织新五军。日本投降后，他又成为“曲线救国”的“忠臣”，被委派为先遣军总司令，与人民解放军为敌。1947年4月，孙部全部被俘。1948年10月死于战犯收留所。这个二十多年来一直逍遥法外的盗陵主犯，忧郁成疾，病死于战犯收留所中。