在阿房宫建成与否的问题还没有彻底解决的时候，另外一个关于阿房宫的谜团也引起了人们的极大关注，那就是它有没有被焚毁过。
在《阿房宫赋》中，晚唐诗人杜牧不但用大量笔墨描述了阿房宫的恢弘，还为后人留下了楚人一炬，可怜焦土的传说。正是因为杜牧的极力渲染，才使非常多人对此事深信不疑。李毓芳领队当初来到西安时，脑子里也全是杜牧笔下的情景，考古发掘过程中，她一直在考虑这个问题，会不会阿房宫里那些秦代建筑都随着当初项羽的那把火付之一炬了？她曾经对成阳宫进行过挖掘，对于如何认定古建筑是否经过火烧很有经验。在考察阿房宫前殿时，李毓芳第一次对杜牧的说法提出质疑，整个遗址没有被烧的红土、灰迹和结块。勘探、试掘阿房宫前殿的台基时，发现其地层构成为耕土——肚——晚期堆积——夯土台基，或者是耕土——扰土——汉代堆积——夯土台基，没有一处被烧过的迹象。许多专家认为，她下阿房宫没烧过的结论太草率，事情已经传到国家文物局，局领导要她写报告，李领队坚持己见，还是那两字没烧。
李毓芳不仅坚持自己的结论，还做出了解释，火烧阿房宫应该是误传。她说关于项羽火烧阿房宫，火三月不灭的说法，秦汉时期的正史资料中并没有确切的记载。至于《史记·项羽本纪》中，说项羽在秦都咸阳屠杀民众，烧秦宫室，火三月不灭，她分析指出，秦咸阳市秦朝都城所烧毁的宫室应是首都宫殿，根本不是地处渭水之南的上林苑中的阿房宫。
那为什么杜牧的《阿房宫赋》描写的如此惟妙惟肖，甚至还有图作证？对于这个问题，李毓芳这样解释阿房宫图实际上出现于明代之后，得出这个考察结果后，我又仔细阅读了杜牧的《阿房宫赋》，我认为杜牧所描述的阿房宫图景是他通过合理想象得来的。而明代之后出现的阿房宫图，则又是建立在杜牧的这个合理想象上。李毓芳还说杜牧的这篇文章的主旨并不是为了描写阿房宫的真实图景，而是想讽古喻今，所以可信度并不高她最后说杜牧的合理想象千年以来，无意间误导了大家对阿房宫的认识。
在李毓芳阐述没烧的观点时，记者却在现场听到支持烧了的一种新论据。文化大革命期间，这里曾兴起过平整土地的千亩会战。外面那一层长不出庄稼的红烧土早就被刨得干干净净。对此，李毓芳领队反诘，考古队员是在打了一米多深之后才见到夯土层，上面那一层是浮土。难道说，谁会先刨掉了红烧土，再堆上一米多厚的浮土？北大的蒋非非教授则认为，人们争论的问题根本就是伪问题，不值得争论。《史记》中的确记载项羽放过一把火，但同时说得很明白，这把三月不灭的火烧掉的是秦宫室。至于项羽火烧阿房宫，那不过是诗人的附会妄言，哪里能当正史。
在争论阿房宫是否被烧过的同时，人们对它的建筑规模也十分感兴趣，阿房宫到底有多大？杜牧说它覆压三百余里，这可能正是阿房宫出名，甚至于成为历史地标的最主要理由。中国秦汉史研究会副会长张传玺对此分析说，杜牧偷换概念，要说300里，应该指从咸阳到临潼关中计三百余的全部秦宫，阿房宫只是其中一个代表。或者说，300里仅仅是夸张的说法，所以他与众多专家都认为，阿房宫的规模应该如《史记》中描述的那样大东西五百步，南北五十丈。
一波未平，一波又起，人们又开始质疑阿房宫的确切位置，因为它既没有地面建筑，又没有图纸保留下来。《史记》中笼统地说阿房宫建于泪南，如今划定的遗址就一定是真的阿房宫遗址吗？中国社科院考古所所长刘庆柱做了如下推演，根据《史记》所说，阿房宫的方位北不过渭河，南不过秦岭。在这个范围内，现在就发现这么一个大土台子，阿房宫应该就是它了，这显然难以服众。北大的蒋非非教授说说到底，仅凭一个大土台子很难断定它就是阿房宫，考古上的事没铁证就什么也定不了。上海大学的谢维扬教授也说谁都希望史存水落石出，但能讲几分就几分，不能急。
差不多是同时，人们又问，阿房宫有瓦吗？2003年，某媒体报道，中国首次在阿房宫遗址出土完整秦宫铺瓦屋顶。原来，考古队员探孔时一直往南打出去，找到了土台子的南边沿，还在边沿外发现6行筒瓦，5行板瓦的铺瓦屋顶。既然许多专家都认为，阿房宫根本就没建起来，哪来的屋顶的瓦呢？但这些货真价实的秦瓦并非在54万平方米的遗址出土的，而是在其南边沿的3米之外发现的。而且，严格地说这不是秦宫瓦，所以不能证明土台子上曾建过秦宫，更不能证明阿房宫的存在。如果不是阿房宫的瓦，又是什么建筑的瓦呢？李毓芳领队说，这些谜有待于进一步考古发掘，才能一一解答。