文物分为5批迁移到上海。
根据史料记载，1933年1月，日军进入山海关，局势险恶，迁移文物势在必行。行政代理院长宋子文代表政府作出“北平安静，原物仍运还”的承诺，并最终决定将文物迁往上海。
决定一出，周肇祥等人便放出话来，说只要文物列车启运，就会有人在铁路沿线埋炸弹，炸毁列车，同时还阻挠司机和搬运工人前往故宫[微博]运送文物。无奈之下，易培基只得给故宫博物院理事会秘书长李宗桐打电报陈述原委，李向代理行政院长宋子文请示，宋又电告北平市长周大文，周大文派法警将周肇祥密捕，直到文物驶出北平10天之后才把他放出来。1933年2月4日，故宫博物院院长秘书吴瀛接到文物准备起运的通知，前往故宫待命。
2月5日中午，大批板车拖进神武门，日落时分，从紫禁城到车站开始全面戒严，文物在天黑以后正式启运。沿途军警林立，街上空无一人，除了板车急驰的辘辘声，听不到一点别的声音。那时谁也没有想到，这一去，从此关山万里，海天相隔，他们以及一万九千五百五十七箱文物至今就再也没有回到故地。2月6日清晨，两列火车从北平西站出发，开往浦口。18节车厢上装着长三尺，宽、高各一尺半，浮贴着封条的两千余口木箱。木箱里除故宫的珍贵文献、书画、档案珍本外，还包括无价之宝——全套文渊阁《四库全书》。列车开启，沿途有各地方军队保护，车顶四周架机关枪，车厢内遍布持枪宪警。此外还有张学良的马队随车驰聚，警戒护卫。除特别快车外，其余列车都要让道给文物列车先行。重要关口，车内熄灯。这是国宝在长达十六年的迁徙中待遇最好的一次。此后条件日劣，再没有更多的人力物力可用以保护迁移的文物。虽如此，所有文物仍无一损毁或丢失。
为防日军轰炸，列车绕开天津，由平汉线转陇海路再转津浦线，一路上只在添水加煤时才停车。车一停，押运人员赶快下车，把每列车厢上的封条检查一遍。列车最终到达浦口后发现，由于此行仓促，浦口根本没找到适合保存文物的地点，所有文物必须留在火车上，而火车上的条件不可能长期保存娇贵的古籍善本、书画文献。负责押运的故宫人吴瀛、那志良和同事们心急如焚地等了足足一个月之后，才收到将文物转运上海的指示。国宝最终存放于上海天主堂街仁济医院及四川路业广公司内，北京故宫博物院驻沪办事处随之成立。此后，又有包括瓷器、玉器、铜器、书画、文献、档案等精品在内的四批文物陆续运到上海，前后总共5批合计19557箱。文物在上海保存了四年，其间还挑选了八十箱精华之物，前往英国举办“伦敦中国艺术国际展览会”，轰动一时。