1942年，任中央研究院西北史地考察团考古组组长。

1944年，北大文科研究所再度与有关单位组成西北考察因，由向达担任历史考古组组长，他开始了第二次沙漠远征。这次他们仔细考察了敦煌一带的壁画艺术，发掘了一批汉唐墓葬和遗址，还参加了由敦煌艺术研究所发现的六朝残经的鉴定。这次共发现70多件编号68的残经，都是北魏时期极为珍贵的资料。

向达等人第二次敦煌考察，主要是发掘他第一次考察时所勘探的古墓群，希望能在学术界普遍重视的写本、石窟壁画之外，开辟敦煌学的新领域。由于向达与敦煌各界关系融洽，得到了地方政府的支持，发掘工作进展顺利。

1945年，任教于西南联合大学。

1946年，任复原后的北京大学文科研究所古器物整理室主任。

1949年2月，任北京大学历史系教授，北京大学图书馆馆长。

1954年5月，任中国科学院历史研究所第二所第一副所长。

1955年，当选为中国科学院学部委员。

1966年11月24日，在北京逝世，享年66岁。

1942年9月—1943年7月及1944年，向达两次考察河西走廊古迹文物；考察阳关、玉门关、千佛洞、榆林窟、万佛峡等遗址，对莫高窟、榆林窟部分洞窟做考古学记录；访查散在敦煌当地的藏经洞写卷，如任子宜藏《六祖坛经》，神会《坛语》及《寿昌县地境》《唐代地志》等录存；1951年，赴新疆天山南北考察东西交通遗址及石窟寺等。

向达主要论文有“记伦敦所的敦俗文学”“伦敦所藏敦煌卷子经眼目录”“唐代俗讲考”“莫高榆林二杂考”“罗叔言《补唐书张议潮传》补正”等，主要译著有《斯坦因西域考古记》《高昌考古记》等；著有《唐代长安与西域文明》《敦煌》《敦煌变文集》《大唐西域记古本三种》《中西交通史》《明清之际中国美术所受西方之影响》《郑和航海图》等著作。

1934年，向达在北京大学历史系兼课，并讲授“明清之际西学东渐史”等课程；1939年，在北京大学文科研究所讲授“中西交通史”等课程；1952年—1953年，在全国考古训练班的上讲授“中西交通史”等课程。

向达出身于湖南省溆浦县麻阳水乡土家族一个清代小官吏家庭。幼年时期跟随父亲在广东梅县县知事任上。几年后，其父亲病故于梅县任所。因为官清廉家无余储，母亲只能在亲友资助下，带着向达及其他儿女们返回湖南淑浦老家。向达从小喜欢读书。母亲刘氏虽不识字但在向达父亲的影响下，也很重视孩子们的学习。

“向达毕生治学严谨，对中西交通史、少数民族史、特别是对敦煌学的研究作出了重要的贡献。”（北京大学考古文博学院评）

“无论是学术方面，或者是道德方面，向先生（向达）都是第一流的。”（语言学家季羡林评）

向达故居位于溆浦县卢峰镇麻阳水村7组向家院子。故居始建于清光绪年间，系一栋坐东北朝西南向，具有湘西民居特色，外围墙，内部为木质结构的三合院，故居占地面积375平方米，其中建筑面积275平方米，房屋通高5.5米，主体房屋正面左侧有一道木枋牌楼式双页木大门。