Nel 1858, all'età di 36 anni, dopo numerosi rovesci economici, seguite da operazioni commerciali favolose, ed avventure in mezzo mondo dalle quali esce vivo per miracolo, Schliemann può permettersi di abbandonare il lavoro e dedicarsi interamente alla sua passione giovanile. Nel 1868 intraprende il viaggio che lo farà ricordare come lo scopritore della mitica Troia.
Egli seguendo le indicazioni riportate sull'Iliade, ritiene che la Troia Omerica si trovi sulla collina di Hissarlik, più a Nord della collina Bunarbaschi, meno scoscesa e più vicina al mare secondo la narrazione omerica.
Schliemann non è il solo ad aver avuto quella intuizione: l'antiquario inglese Robert Calvert, proprietario della collina aveva condotto prima dello Schliemann dei piccoli scavi, ma quest'ultimo è il primo che senza alcuna esistazione e su vasta scala perfettamente convinto, che lì c'era l'antica Ilio.
Tra il 1871 e il l890 il caparbio mercante scava con un esercito di operaio individuando sulla collina sette città che si erano succedute.
Di queste città lui era convintissimo che la Troia di Priamo era la seconda per le vistose traccie di incendio. Alla tenacia e all'intuito non associa la necessaria competenza.

Comunque si trattava di una civiltà allora quasi sconosciuta e nello stesso tempo di un grande dilettante che aveva fatto una grande scoperta che non aveva niente a che vedere con Priamo, sfortunato re di Troia.In realtà l'enorme quantità di preziosi, oltre 10.000 pezzi d'oro che lo Schliemann rinvenne nel maggio del 1873, era stata nascosta oltre 1000 anni prima che si svolgessero le vicende omeriche. Schliemann non lo saprà mai, anzi ritenendo il secondo strato la Troia di Omero, riterrà il tesoro appartenente a Priamo e quindi lo chiamò Tesoro di Priamo. In realtà la Troia omerica non era il secondo ma il settimo strato da lui sfiorato all'inizio degli scavi.

Con un lungo e febbrile lavoro, di nascosto dei sorveglianti turchi, e con l'aiuto della seconda giovane moglie di origine greca Sophia Engastromenos,l'intero tesoro prende il via dell'Europa ove rimarrà nascosto in un luogo sicuro per molto tempo.
Sempre preso dalla voglia di scoprire altri tesori e amareggiato dalla freddezza mostrata dei suoi contemporanei, Schliemann morirà a Napoli nel 1890. Stava viaggiando verso Atene dove lo attendeva la moglie. Da una lettera da lui scritta poco prima di morire era in procinto di recarsi alle Canarie per scoprire la mitica Atlantide.