徐蚌会战是决定国民党政权存亡的关键一战，这一仗失败使得国民政府上下大乱。南京的军务运输特别繁忙，几乎占去了所有的运输工具。四处逃难的人没有火车的位子，只好爬到火车的车顶上。文物的运输找不到一艘可用的船，就连在此之前神通广大的杭立武也是束手无策，因为根本没有可租的商船了。最后只好再次找到海军总司令桂永清，桂永清答应派“昆仑舰”装运，不过“昆仑舰”有军务在身船期无法预定，而且行期必须严格保密。这样文物必须先要运到码头，随时候着船来，可是码头并没有仓库可用，先有的已经被各种物资装满了。
文物运到码头，没有仓库可用，只好码放在空地上。各机关购置了大量的油布，把文物包裹得严严实实，每天派职员监护，又有军队驻守。
那志良回忆说：“那些天正值阴雨天气，连绵不晴，码头上人际稀少，江流中细雨迷蒙，偶然听到远处军号之声，刺人心弦，凄凉之景，令人不胜唏嘘。”
1月28日下午，农历新年除夕，在南京城细雨连绵的阴郁气氛下，昆仑舰不期而至。这艘船不是为文物而来，另有任务在身，只能在下关码头停留24个小时，文物必须要赶在开船之前全部装完。当时正值除夕，码头的工人不愿意在这一天工作，罢工的情绪严重。由于院方跟码头公会早定了约并付了定金，公会只好出面疏通，以节假日奖励的手段使工人回港上工。工人方面还没谈妥，得知昆仑舰将去台湾的海军总部官兵和家属们又来了。跟上次中鼎轮一样，人们再次蜂拥而上，昆仑舰两个船舱很快被他们占了一个，剩下的一个，里面已经有了其他机关的物资，余地只能放下500箱文物。押运负责人多次上船交涉，未得结果，只好又通过杭立武找到海军总司令桂永清出面处理。这一次桂永清望着自己老部下的亲属家眷，那些“希望大家以国宝为重”的话实在是说不出口，让家眷下船的话再也说不出来了。为了使家眷和文物都能顺利运走，桂永清临时想出办法，他下令，打开舰上全部的官兵卧舱，尽量容纳下所有的人，文物分别送到甲板、餐厅和医务室。
杭立武的儿子杭继东在接受采访中这样描述当时桂永清上船的经过：眷属都痛哭流涕的，桂总司令没有办法，讲也不行劝也不行，怎么样子都不行，他们就是不走嘛，等于这个人在逃命的时候，你用一切的理由，他都听不进去。
工人们领着新年特别奖金在码头上装船，军舰临时容纳了太多的人，原本2000箱的文物，只装上了1248箱。除了中央博物院的150箱全部装上去之外，故宫博物院留下728箱，中央图书馆留下28箱，只好由各机关的驻京人员重新运回了原仓库。已经上船的文物1248箱，包括故宫博物院972箱、中央博物院筹备处154箱、中央图书馆122箱。中央博物院前后有4箱的出入。文物装船之后，杭立武派中央博物院职员又送来4箱文物，一再嘱咐押运员要把它们运走。这时文物已经装完，中央筹备处的索予明再三与船上交涉，说明这4箱文物的重要性，最后得到副舰长楚廉方的许可，才把他们搬上了船，拆掉了一间官长室的桌椅，4箱文物才放进去。这4箱文物是抗战时汪精卫赴日本，送给日本天皇及皇后的礼物，抗战胜利后由日本归还，这也是抗战后的首批归还文物，杭立武认为很有纪念价值，所以临时派人给送过来。4箱文物里有沈阳张三畬堂的缂丝和古画，翡翠屏风、白玉花瓶、青花玉瓶等。楚廉方在一篇回忆录中这样描述了4箱文物上船后的情景，“唯因木箱体积颇大，致使通道阻塞，使官兵在工作及生活上，均极感不便”。同这一批文物运走的还有当时蜚声海内外的王羲之《快雪时晴帖》。
在日军侵华的14年里，包括典籍、字画、珍宝、古玩、碑帖、文化古物、北京人化石等一大批重要文物，被大肆地掠夺和毁损。一份国民政府的报告中对日军的行径这样描述：“侵略我国敌军往往有擅长金石书画掌故目录之专家随行军中，凡敌蹄所及之处，彼等立即殚搜穷索。”到民国三十四年（1945年）8月15日日本无条件投降，据国民政府“清理战时文物损失委员会”的不完全统计，战时被日军掠夺、损毁的文物3600074件，无法统计的文物7870箱，损毁的古迹多达741处之多。
抗战胜利以后，“清理战时文物损失委员会”经过各种努力，在1950年的3月到1951年的7月间，先后迫使日本归还文物6批，合计105箱。但是这些文物并没有运往大陆，而是从日本的横滨运出后，直达台湾的高雄。加上第一次归还的4箱，日本归还的文物一共是7批109箱。这些文物现在藏于台北的故宫和历史博物馆。其中的精品如翡翠屏风和南京大鼎，一件藏于台北的故宫，一件立于台北故宫的正门口。至于最令国人担忧的北京人化石，则一直没有追查到下落。
昆仑舰1月29日秘密起航，这艘明显超载的军舰，原计划经上海、定海、马尾、广州到台湾的基隆。就在昆仑舰出港的前一天，被誉为东方泰坦尼克的客货轮太平号（它的船东就是当今台湾著名的电视主持人蔡康永的父亲蔡天铎），因为超载的原因在从上海抵达基隆的途中，与一艘名为建元号的货轮相撞，丧生了近千人。昆仑舰一路上曾多次遭到解放军的阻截，频频受险。就在军舰刚驶出出江口的时候，船头却悄悄地掉转了方向，去台湾应该往南走，它却往北走。中央博物院的索予明第一时间发现这一情况，赶紧告知副舰长楚廉方。当时船上究竟发生了什么事，没有史料记载，军舰是秘密起航，航期以及任务也是军事机密，所以只有副舰长楚廉方在回忆录中这样说道：“昆仑军舰沈彝懋舰长，企图背叛政府，余虚与委蛇，终将主犯等逮捕伏法。”楚廉方的儿子楚重名也有一段记录：“当时讲就是叛变嘛！就是把船转回上海去，或者转回别的地方去，转回南京去。之所以他没有得逞，就是因为他对这个航海图，不太专业。”索予明在一段谈话中说：“说那个舰长好像是有一点不太稳定，他这个立场，那时候是一个风气，那个时候有个名字叫作靠拢。”北方是解放军的控制区，转头实际上就是投向共产党。
叛变的事情一时得以解决，昆仑舰还要继续航行。因为船体过旧，一路上走走停停前后修船花去了8天的时间。原定的三天路程，一共走了22天。船到达基隆港的时候已经是2月22日。想要投向光明的昆仑舰舰长，船到岸后即刻被杀。
第三批文物起运，台湾方面得到消息，为了卸船的方便，派那志良先生到各个港口打探昆仑舰靠岸的时间。那志良常常往返基隆、左营两处港口，十几天过去了，昆仑舰还是没有消息，大家不免为国宝担心起来。船到的前两天，终于在基隆港得到消息，22日文物抵港，卸船后直接运到台中的糖厂仓库。
当时国共又开始了新一轮和谈，第三批文物运出后，杭立武积极准备抢运第四批。但是为避免影响和谈气氛，李宗仁阻止了杭立武的行动。
惊险的第三批文物运台，成了故宫从南京运出的最后一批，从中鼎号到海沪轮再到昆仑舰三次运送的文物一共是4486箱。其中故宫博物院2972箱，中央博物院852箱，中央图书馆644箱，北平图书馆18箱。
北平文物的保全
北平故宫博物院的文物精品，在这次文物转移的过程中是怎样的情形呢？在南京文物抢运的同时，杭立武和行政院都没有忘记北平故宫博物院的文物。南京行政院曾在杭立武的督促下多次向北平发去电报，希望文物能通过飞机运到南京，再一同去台。解放军歼灭东北的卫立煌致使东北解放后，国民党北平的形势非常不乐观。从民国三十七年（1948年）11月起，解放军连连战胜，东北、华北野战军将傅作义军队牢牢围在了北平、天津、新保安和张家口一带。时至12月14日，北平城已经是孤城一座。就连北平的紫禁城，也在傅作义军团的坐拥下，颓然没了王城帝府的霸气。
杭立武在南京心急如焚，每次发往北平的电报都石沉大海。北平故宫的总负责人马衡院长，接到电报后执意不回，有心将文物留在北平。马衡有个儿子，当年力挺文物不动，是个戏剧家，与北平地下党有联系。因为这层关系，马衡很快就成为了北平地下党攻坚的重要对象。当时北平文物面临迁出，中共通过地下党传出消息，声明马衡如果能保住文物，战后仍使其担任故宫博物院院长一职。
南京行政院再三电报催逼，马衡一心留文物在北平，南京的电报却又不得不回，于是只得回电表面上支持文物南迁。当时马衡在故宫召开院务会，故宫的重要职员，大多都在南京或已逃至台湾，出席会议的有古物馆的朱家溍，他代表身在上海的馆长徐鸿宝；文献馆的单士魁和张德泽，代表已经赴台的馆长姚从吾；还有图书馆馆长袁同礼、总务处处长张庭济和秘书赵席慈。会长马衡抱着对文物负责的态度，对文物迁运进行了周密的部署，要求挑选运台文物一定不能马虎，装箱的工作也要做得妥当，凡是不可急于求成，要以安全为主，前期的准备工作包括木箱、棉絮、麻绳、纸张等物品，要做统一的计划，最终敲定后报由总务处购置。这样一来烦琐的工作程序会导致文物一时难以迁出，以待解放军解放北平。
民国三十七年（1948年）12月14日，北平城已经完全落入解放军的合围之中，傅作义顺应民心，放弃抵抗，北平和平解放，文物的甄选工作却还在进行当中。当时北平已经断绝交通，中共地下党临时组织“故宫博物院职工警联谊会”，关闭了午门、神武门、东西华门四门，文物迁台，在杭立武那里终是一个梦了。一个月后的民国三十八年（1949年）1月14日，马衡给杭立武写了一封信，信上这样写道：“嗣贱恙渐痊而北平战起，承中央派机来接，而医生嘱勿乘机，只得谨遵医嘱，暂不离平。（略）窃恐爱护文物之初心转增损失之程度，前得分院来电，谓三批即末批，闻之稍慰，今闻又将有四批，不知是否确实。弟所希望者三批即末批，以后不再续运。”
庄尚严是马衡北大的学生，马衡念其当年北大的师生情谊，同样给庄尚严写了一封信，劝他弃暗投明。信到后却被庄尚严婉言拒绝，就此两个人的师生情谊也缘尽了。
庄尚严的儿子庄灵在《台北故宫的故事》中述：“1980年父亲在台北过世后，听专攻中国美术史的大哥庄申告诉我，当1948年父亲已经奉派押运第一批文物，即将从南京启程到台湾的时候，人在北平的马院长曾经致函父亲，如果父亲决定要护送文物去台湾，则他不惜与父亲断绝二十多年的师生之情。其实来到台湾以后，笔者一直都和父母亲同住，却从未听父亲谈过这样的事；也许这是父亲当年徘徊在国家命令与师生情谊间，于是不得不做抉择而造成的一处最不愿被触及的内心隐痛吧！”