梁思成不由感叹道：「今天正式去拜见佛宫寺塔，绝对的 Overwhelming（势不可挡），好到令人叫绝，喘不出一口气来半天！」
「这塔真是个独一无二的伟大作品。不见此塔，不知木构的可能性到了什么程度。我佩服极了！佩服建造这塔的时代，和那时代里不知名的大建筑师，不知名的匠人。」
不独梁思成作如此感叹，就连刘敦桢也是赞不绝口，他居然发誓说：如果元、明代以后有如此精品，我的「刘」（姓）字倒过来写！
刘敦桢是我国著名建筑学家、建筑教育家，是和梁思成齐名的建筑教育大师，在建筑界素有「南刘北梁」之称。当时刘敦桢任中国营造学社文献部主任，和担任法式部主任的梁思成同为中国营造学社的两大台柱。
刘敦桢的此话出自于梁思成给已回北京的林徽因的信中，当时原文是这样说的：「士能（刘敦桢字士能）忘情时那句『如果元、明以后有此精品，我的刘字倒挂起来了！』，我时常还听得起见。这塔比起大同诸殿更加雄伟，单是那高度已可观。士能很高兴他竟听我们的劝说没有放弃这一处同来看看，虽然他要不测量就走了。」
同时，梁思成也对林徽因没有亲临观瞻木塔而感到遗憾，他这样对林徽因表示道：
「塔身之大，实在惊人，每面开三间，八面完全同样。我的第一个感触，便是可惜你不在此，同我享此眼福，不然我真不知你要几体投地的倾倒！回想在大同善化寺暮色里同向着塑像瞪目咋舌的情形，使我愉快得不愿忘记那一刹那人生稀有的由审美本能所触发的锐感。尤其是同几个兴趣同样的人在同一个时候浸在那锐感里边。」
梁思成终于来到梦寐以求的佛宫寺木塔了，能够在这木塔的前面、后面、上面、下面、里边、外边环绕着测绘他素仰的木塔，梁思成感到无比的幸福。
以往测量一座古建筑时，一般大致一两天时间就可搞定。可这次测量一座孤立的木塔，梁思成和莫宗江居然用了整整 6 天时间，这在梁思成考察古建筑的经历是少有的。
其时刘敦桢因为有事，一个人先行离开应县了。纪玉堂（营造学社职员，曾多次随梁思成外出考察古建筑，主要做一些劳务及联系住宿等辅助工作。抗战胜利后，纪被梁思成招为清华大学建筑系职员）只能做些后勤工作，这样测绘的任务就只有落在梁思成和莫宗江两人身上。
尽管工作繁多，梁思成因为喜欢，倒也不觉得很累，他这样描述道：
「塔共有五层，但是下层有副阶（注：重檐建筑之次要一层，宋式谓之副阶）上四层，每层有平坐，实算共十层。因梁架斗拱之不同，每层须量俯视，仰视，平面各一；共二十个平面图要画！塔平面是八角，每层须做一个正中线和一个斜中线的断面。斗拱不同者三四十种，工作是意外的繁多；意外的有趣！…」
营造学社的成员、梁思成的助手莫宗江（后任清华大学建筑系教授）回忆说：「应县木塔事实上是九层重叠，具有独立梁柱的结构。我们硬是一层一层，一根柱，一檩梁，一个斗拱一个斗拱地测。最后把几千根的梁架斗拱都测完了，余下的就是塔刹的尺寸了。我们站在塔的最高一层已经感到呼呼的大风，我们上到塔顶时，更感到会给风刮下去。但塔刹还有十几米高，除了几根铁索外没有任何可攀援的东西，真是令人望而生畏。梁先生凭着他当年在清华做学生时练就的臂力，硬是握着凛冽刺骨的铁索，两腿悬空地往刹尖攀去。当时的古建筑都是年久失修，有时表面看去很好的木板，一脚踏上去却是糟朽的。这座 900 多年前的古塔，谁知道那些铁索是否已锈蚀、断裂。我们在下面望着，不禁两腿瑟瑟发抖。梁先生终于登上塔刹，这才成功地把塔刹各部尺寸及作法测绘下来。应县木塔这么庞大复杂的建筑，只用了一个星期就测完了。」
