卡特對圖坦卡蒙王陵墓的工作充滿了熱忱，但是他的頑固卻也相當地有名。他在不到5年內不得不辭去遺跡監督官的工作，也是因為他的頑固所致，就在他非常貧困時，英國的喬治·卡爾納馮勛爵（George Carnarvon）表示願意提出資金援助，而邀請他來參加挖掘“皇帝谷”的隊伍。
皇帝谷乃是埃及王國首都提杯所在地，古代埃及諸王雖然都被埋葬在此，卻被認為壹定和過去的金字塔壹樣，因為盜墓的猖獗，早在學術性的調察進行之前，就被盜賊掘光了。然而，看到開羅博物館內收藏的大約30具古埃及歷代君王木乃伊時，卡特突然了解到壹定仍有其他尚未發現的王墓。在卡特的指揮下，挖掘工作從1917年秋天開始，由於盛暑及狂風沙之故，挖掘工作從11月起至隔年壹月間花費了三個月才完成。
埃及帝王谷圖坦卡蒙王KAV60號陵墓卡特花了許多年在埃及帝王谷進行挖掘工作，1922年11月4日，考古隊發現壹條約6呎長的石階。卡特幾乎立刻知道那是壹條隱沒於地下階梯的壹部分。當天與隔天，卡特都小心翼翼、緩慢地往下挖掘直到第12階。在那裏他發現了壹個入口。外門上那三千年前的封印證實了那是壹座為法老王建造的皇室陵墓，也證實了陵墓內的東西完好無缺。
1922年11月26日卡特和他的工作人員抵達內門，他們看到灰泥上印著代表圖坦卡蒙王的皇宮封印，終於發現圖坦卡蒙王的陵墓，這也是他最有趣的成就。1923年2月16日考古隊打開了被密封的門道入口，首度發現圖坦卡蒙王石棺和埋葬的墓穴及陪葬的人偶，這4個房間中有超過5000件以上的豪華奢侈品。卡特花了2個月的時間發現了墓室，他在那兒發現壹具重約134.3公斤黃金和白金打造的棺木，且找到戴著白金面具的圖坦卡蒙王木乃伊，全世界都目瞪口呆。