1980年11月初，根据中国科学院党组的指示，为了平息社会上的谣言风波，要再一次寻找彭加木同志。第四次进入罗布泊的队伍，由中国科学院新疆分院、新疆军区独立5团、通讯兵部队、汽车56团和兰州407部队等八个单位共69人组成，配备大小越野汽车18辆。

新疆分院副院长、党委副书记王熙茂同志任现场总指挥。彭加木的夫人夏叔芳随队住在敦煌指挥部。 彭加木的儿子彭海以及上海生物化学研究所办公室主任朱相清随队前往现场帮助寻找。

为了保障寻找队伍绝对安全，第四次寻找队在敦煌建立指挥所，敦煌指挥所与寻找分队保持无线电联系;发生紧急情况时的救援，由军区空指临时派出飞机担任;有关空地联络信号等也作了明确规定。

队伍由14名科技人员、15名解放军战士、7名通讯报务人员、20名司机、4名测工、9名后勤联络人员共69人组成。军区和分院抽调水罐车、油罐车、电台车、物资装备车、吉普车共18辆，携带电台3部、帐篷6顶、行军锅2口、信号枪2支、信号弹4个基数和大量生活用品。

队伍从11月10日由敦煌进入罗布泊地区到12月20日撤出，前后共计41天。寻找地区以彭加木同志失踪前的宿营地——库木库都克和脚印消失处为中心，沿疏勒河故道，西起吐牙以西6公里，东到科什库都克，南北宽10～20公里，总共寻找面积为1011平方公里，直接参加这次寻找的有1029人次，平均每人每天寻找近1平方公里。