1995년 문화재관리국이 보수공사 사업의 일환으로 서오층탑을 해체수리 하던 중 같은 해 8월 18일 1층 탑신에서 사리장엄구가 발견되었다. 이 사리장엄구는 2002년10월 19일 보물 제1348호로 지정되었다. 사리장엄구 1층 탑신 윗면 가운데에 있는 지름 22㎝의 원형 사리공에서 발견되었다. 또한 사리공 서쪽에는 길이 33㎝, 너비 10㎝의 방형공이 있었는데, 여기서는 지류뭉치가 출토되었다. 원형 사리공 안에는 청동 접시를 뚜껑처럼 덮은 청자양이호(靑磁兩耳壺)가 있었다. 통일신라시대의 사리장엄구로는 드물게 청자를 외호로 사용한 예이다. 청동접시를 뚜껑으로 사용한 또 다른 예로는 경주 조양동에서 출토된 삼채골호가 있다. 접시의 형태 또한 통일신라시대의 접시 양식과 매우 유사하다. 청자양이호 내부에는 22과의 사리가 봉안된 녹색 유리사리병이 들어 있었다. 기포가 많은 이 사리병은 통일신라시대의 다른 유리 사리병과 마찬가지로 녹색이며, 같은 유리로 만들어진 마개에는 청동꽂이가 붙어 있다. 청자양이호 안에서 사리병 이외에 2개의 청동 합도 함께 발견되었다. 무늬가 없는 청동 합은 뚜껑 윗면과 동체 아랫면에 여러 줄의 동심원이 새겨져 있다. 가장자리는 깎아서 모를 죽으였며 동체에 턱이 있어 뚜껑과 맞물리는 구조다. 꽃무늬가 새겨진 화문합 또한 가장자리를 깎아 모를 죽였으며, 동체에 있는 턱과 뚜껑이 맞물리는 방식이다. 뚜껑 윗면과 동체 바닥면에 모양이 다른 꽃무늬를 음각하여 장식하였다. 그 밖에 사리장엄구 안에서 출토된 수정제 대추옥이 있으며, 출토 위치는 불분명하나 역시 수정으로 된 다면옥도 발견되었다. 방형공에 들어 있던 길이 27㎝정도의 지류뭉치는 보존처리 결과 백지묵서 다라니 필사본과 탑인을 찍은 백지를 말았던 것으로 밝혀졌다.

서오층탑에서는 사리공 이외의 곳에서도 유물이 출토되었다. 우선 상층기단 적심석에서는 동제 불상틀, 숟가락, 뒤꽂이 등 공양구가 발견되었다. 불상 틀은 소조불상을 제작하기 위한 도구로 추정된다. 전법륜인을 맺은 불좌상이 연화대좌 위에 앉아 있고 양옆 상단에는 작은 삼층탑이 배치되었다. 뒷면에는 틀을 잡을 때 사용하는 손잡이로 생각되는 고리가 세로로 달려있다.