Комплекс Серапеума представлял собой два храма, соединенных аллеей сфинксов: храм Птаха и подземное святилище, где жрецы хоронили мумии священных быков. Мариетт обнаружил его в ноябре 1851 года. Доступ к гробницам быков закрывала великолепная дверь из песчаника. За ней скрывалось громадное подземное помещение, высеченное в скале. Оно протянулось в длину с востока на запад на 200 метров и представляло собой широкую галерею со множеством боковых коридоров и ниш, где стояли колоссальные гранитные саркофаги, каждый весом около 60–70 тонн, в которых когда-то покоились мумии священных быков. Они были высечены из отполированных плит черного и красного гранита и достигали в высоту более трех метров, в ширину — более двух и в длину — до четырех метров.
В нишах главного коридора Мариетт насчитал двадцать четыре таких саркофага. Все они были пусты. В боковых коридорах он обнаружил и деревянные саркофаги с останками быков (всего их было 28), кроме них там оказался саркофаг с мумией Хаэмвеса, верховного жреца бога Птаха и сына. На каждом из саркофагов иероглифами было обозначено, кто был фараоном и верховным жрецом при жизни того или иного быка, какие события произошли в это царствование. Самые древние саркофаги относились к царствованию Аменхотепа III из XVIII династии, самые поздние — к периоду правления последних Птолемеев. Таким образом, между первым и последним захоронением пролегал диапазон в 1600 лет! И тексты, найденные Мариеттом, проливали новый свет на египетскую историю этого времени.
Украшенные великолепными иероглифическими надписями крышки саркофагов были сдвинуты, а некоторые саркофаги расколоты. Было очевидно, что гробницы быков были разграблены много веков назад. Тем не менее, немало великолепных вещей было в спешке оставлено грабителями и валялось в саркофагах и на земляном полу темных коридоров.
Среди этой разрухи Мариетгу посчастливилось найти нетронутое захоронение священного быка. Он обнаружил в окаменевшей пыли даже следы рабочих, совершавших захоронение. Целой оказалась и мумия быка, богато украшенная золотом и драгоценными камнями.
После того как находки, сделанные в Серапеуме, были выставлены в Лувре, имя Мариетга приобрело мировую известность. Даже одного Серапеума хватило бы для того, чтобы оно навсегда осталось в истории египтологии. Но Мариетт не собирался останавливаться на этом.
В 1857 году при поддержке египетского хедива Саид-паши Мариетт организовал музей в каирском предместье Булак. Его непрестанно разраставшиеся коллекции легли в основу ныне знаменитого Египетского музея в Каире. Следует оговориться, что Мариетт не был, как часто об этом пишут, первым директором Музея египетских древностей. Еще Мухаммед Али в 1834 году, после обращения к нему Шампольона, издал декрет о создании национального музея древностей, поставив во главе его шейха Юсефа Зиа. Юсеф Зиа и его помощники начали собирать древности по всей стране.