2007年5月，“南海一号”整体打捞出水工作刚进行了不到一个月，考古工作者在南澳县海域27米深的海底又发现了一艘古代沉船。该船长约25.5米，宽约7米，上层船身已经消失，但隔舱和船舷保存状态较好。2007年6月至7月，考古工作者对这艘后来被命名为“南澳一号”的古代沉船进行了调查和试掘，并绘制出了沉船海床面的平面、纵横剖面图。
考古工作者发现，虽然沉船处的海水能见度较高，且淤泥不厚，适合潜水发掘考古；但暗礁遍布，若将沉船整体打捞出水，恐伤船体。最终，考古工作者决定采用完全不同于“南海一号”的发掘方式。2009年9月26日，“南澳一号”水下考古抢救发掘项目正式开始。考古队员首先在船体上部和附近区域进行布方，随后按照水下考古作业标准流程进行清理、测绘、摄影和文物提取工作。
潜水发掘虽不似整箱套取那样耗费财力物力，却依旧困难重重，如台风威胁、海水能见度的季节性干扰、潜水人员的体力消耗等。“南澳一号”的水下打捞工作一共进行了3次。至2012年9月，共出水文物近3万件，大多数为明代外销瓷器，以景德镇观音阁窑和漳州平和窑产品为主。依据这些文物的款识和特征，专家判定“南澳一号”是一艘明代万历年间的民间贸易商船。众所周知，明朝实行严格的海禁，这艘船是如何避开这一切出海贸易的呢？
一切还要从“隆庆开海”说起。明初，为避倭寇侵扰，朱元璋下令“濒海民不得私自出海”，自此拉开了明代海禁序幕。明穆宗登基后，迫于国家财政拮据和民间走私压力，下令在广东、福建局部有限开放海禁，并于漳州东南50里的月港设“洋市”，允许部分民间开海贸易，这就是“隆庆开海”。“南澳一号”上发现的大量隆庆款识、“汕头器”等廉价生活用瓷也佐证了这一点。多数学者倾向认为，“南澳一号”是一艘进行合法贸易的私人商船。
“隆庆开海”后，贸易规模扩大，商船激增，中国的贸易区域扩大至日本、东南亚乃至欧洲地区。若“合法贸易说”成立，那么船只的来源港口基本可以确认为月港。除此之外，还有“走私说”（理由为万历年间官府严禁民间铜料销往海外，而“南澳一号”上有铜材）和“李旦商船说”等。
至于“南澳一号”的去向问题，北京大学考古文博学院教授秦大树认为，可能与那个历史时期的“马尼拉大帆船”贸易有关—“南澳一号”极有可能是从漳州出发驶往菲律宾的马尼拉中转，而后由“马尼拉大帆船”运往美洲。至于沉没原因，目前有两个看法，一是超载，二是触礁。
两者都有一定的合理性：民间商贸为赚钱而超载的现象古今都不鲜见，且南澳岛附近多暗礁，历来都是沉船多发地；若遇暴风侵袭，“南澳一号”触礁沉没的可能性也非常大。如今，“南澳一号”船载文物打捞工作已全部完成。与“南海一号”不同的是，依据文化遗产保护的完整性和真实性原则，“南澳一号”的船体并未按照一开始计划的那样分块切割打捞出水，而是用一个巨大的框架将其罩在海里。留下并不是忘记。
每年，考古工作者都会深潜下海，观测框架锈蚀情况和船体保护情况。“南海一号”和“南澳一号”作为广东乃至全国目前发现最具代表性的两艘古代沉船，一个是整箱套取、整体展示，一个是潜水发掘、原址保护。这两种不同思路下的水下考古发掘和展示方法不仅总结了许多水下定位、扰层清理、信息留存、文物提取等宝贵经验，成为中国水下考古的标志性和规范性项目，也为我国水下考古事业的发展做出了不可磨灭的贡献。