С тех пор холм около Бурнабаши перестал его интересовать. Но где же в таком случае искать руины древней Трои? Помочь археологу не мог никто, поэтому он решил вдоль и поперек изъездить геллеспонскую равнину, наощупь отыскивая следы исчезнувшего города. Неожиданно он обратил внимание на турецкое название большого холма, лежавшего севернее Бурнабаши, километрах в пяти от моря - Гиссарлык, что значит дворец. Шлиман хорошо понимал, что в названиях местностей, точно так же, как и в народных преданиях, часто слышны отзвуки событий далекого прошлого. Так люди из поколения в поколение передают свою историю, свою мудрость и свой опыт. С течением времени первоначальный смысл этих названий стирается, как рисунок на потертом ковре, остаются только слова, на первый взгляд, необъяснимые, но являющиеся следами, которые могут указать источник истины. Так почему же Гиссарлык не мог скрывать в своем чреве какие-то руины, названные людьми уже давным-давно дворцом? Ведь трудно предположить, чтобы без всякого на то основания так именовали естественную гору, даже контурами не напоминающую какое-нибудь сооружение, не говоря уже о дворце.
Предварительные исследования подтверждали догадки Шли-мана. Гора имела приблизительно четырехугольную форму и плоскую вершину, что указывало на ее искусственное происхождение. И действительно, уже после первого удара кирки на поверхности оказалось множество обломков кирпича, камня и глиняных черепков. Это красноречиво свидетельствовало о том, что в глубине холма кроются мощные руины города. Шлиман затрепетал от волнения и счастья, он уже был уверен, что находится на месте «священного Илиона».
Древние историки писали, что здесь некогда высился сначала греческий, а затем римский город Novum Ilium, который, по преданию, стоял на руинах Трои. Геродот сообщает, что персидский властелин Ксеркс останавливался на этом месте, чтобы взглянуть на развалины града Приама и принести в жертву Минерве Илионской 1000 голов скота. По утверждению Ксенофонта, с этой же целью посетил Новый Илион лакедемонскии вождь Миндар, а греческий историк II в. н. э. Арриан пишет, что Александр Македонский, принеся жертву, откопал здесь древний меч и приказал своим телохранителям постоянно его носить с собой, убежденный, что меч принесет ему счастье в походе против персов. Цезарь окружал город особой заботой и поддерживал его деньгами, считая себя непосредственным потомком троянцев. Только одно беспокоило Шлимана: нигде вблизи холма Гис-сарлык ему не удалось обнаружить двух источников, которые упоминал Гомер. Но вскоре и это сомнение рассеялось. От жителей окрестных деревень он узнал, что время от времени там начинают бить горячие ключи, но вскоре высыхают, чтобы появиться снова в другом месте. Однако за все время, пока Шлиман вел раскопки на холме Гиссарлык, ни один из ключей не забил.
В 1871 г. Шлиман нанял восемь рабочих и приступил к систематическим раскопкам. По Гомеру, на самом высоком месте в древности находился храм Афины, из чего можно было заключить, что он кроется в самом центре холма. Шлиман велел выкопать там длинный ров глубиной в десять метров. Во время проведения этих работ лопаты выбрасывали на поверхность обломки оружия, вазы и различную утварь - наглядное доказательство того, что в древности там существовал богатый и многолюдный город.
На зиму работы приостановили, но уже весной следующего года Шлиман вернулся, построил деревянные бараки для жилья и складов, нанял 100 рабочих и возобновил поиски.
От восхода солнца до сумерек он работал вместе с женой на раскопках, а ночью, при тусклом свете фонаря, пересматривал, очищал и систематизировал добытые из земли предметы. По сравнению с трудом, который пришлось затратить, это были находки малой ценности. Каким же терпением и упорством обладал Шлиман, если не поддался разочарованию и не бросил начатого дела!