1987年，張威被派往國外學習，兩年后，他學成歸國后的第一項工作就是對南海的一艘沉船進行水下考古勘察。此后整整20年，他所做的工作幾乎都與這艘古代沉船密切相關。

　　1989年11月，“中日聯合南海沉船水下考古調查隊”在廣州正式成立，由俞偉超擔任隊長，中國水下考古的大幕就此拉開。

　　南海沉船遺址的位置，在珠江入海口的西岸，由于河流中已排入了大量廢水，造成這一帶海水被嚴重污染，能見度很差。由于當時天氣惡劣，連續幾天海底的能見度都很低，打撈工作只得停止。或許是覺得打撈希望渺茫，日方沒有繼續和中國合作，張威也因缺乏資金和人手，無法獨立下水作業，只得最終放棄打撈。

　　十幾年后，中國水下考古隊的實力已今非昔比，張威的水下考古隊員也增加到近40人。在這十多年的時間里，他們對“碗礁一號”、“華光礁一號”等多艘古沉船進行了搶救性發掘，戰線長達數千海里，范圍涉及渤海、黃海、東海、南海四大海區。

　　2001年，國家水下考古中心獲得香港水下考古協會的贊助，張威第一個想到的就是“南海一號”，他的這一計劃立即得到多方支持。

　　不久，對“南海一號”的大規模考察和局部打撈工作正式開始。2002年3月，當張威和其他隊員鑿開一個窗口進入船艙時，他們驚呆了：僅在一個面積幾平方米的小艙內，他們就撈起了幾千件精美絕倫的文物，絕大多數瓷器完好無損！當他們將幾千件文物陸續運到水面上時，水下考古隊員們十多年打撈“南海一號”的心愿終于實現。

　　從打撈上來的物品看，“南海一號”是一艘外銷的商船，裝載的瓷器匯集了當時著名的景德鎮的影青瓷、福建德化的印白瓷等四個窯系的瓷器。

　　其實，比瓷器更重要的就是沉船本身。這艘800年前的沉船，它造船工藝的精湛，不僅在當時的中國絕無僅有，而且在世界上也屬罕見。“南海一號”長 30.4米，寬9.8米，是迄今世界上發現的年代最早、船體最大、保存最完整的古代遠洋貿易商船，對“南海一號”的研究，很可能成為研究“海上絲綢之路” 的新起點。

　　專家們經過兩年多的反復論證，經國家文物局批準，決定采用將“南海一號”沉船整體打撈出水的方案，這在世界水下考古史上尚屬首次。

　　2007年6月“南海一號”打撈工作正式開始。12月21日進行試吊工作，試吊是整體打撈工作的重要部分，是對“華天龍”打撈船的吊環、鋼索進行定位，為成功起吊做準備。22日，“華天龍”打撈船將“南海一號”吊出水面，平穩安全地放到半潛駁船上。7天后，裝載“南海一號”的沉箱安全進入廣東海上絲綢之路博物館的水晶宮內，歷時200多天的“南海一號”整體打撈工程終于畫上了圓滿的句號。

　　2009年8月18日試掘工作開始，經過近一個多月的發掘，出水了來自江西景德鎮、福建德化等民間窯里的瓷器兩百多件，現代科技終于讓在水下沉睡近800年的“南海一號”揭開神秘面紗。