Из Верного выехали на двенадцати почтовых тройках. Уже выпал снег, пришлось через два дня пересесть в сани. В декабре прибыли в Семипалатинск, где также была прочитана лекция. В Омске уже стояла настоящая зима, и по зимней дороге ехать было легче. Вечером 19 декабря в Оренбурге Пржевальский записал: «Чествования везде такие, каких я никогда не смел ожидать». Из Оренбурга — в Москву по железной дороге в предоставленном герою-путешественнику отдельном вагоне. В день Рождества Пржевальский прибыл в Москву, на Новый год — в своё смоленское имение. А 7 января 1881 года курьерским поездом приехал в Петербург. На вокзале путешественника встречали коллеги по Географическому обществу во главе с П.П. Семёновым, который в приветственной речи сказал, что Общество избрало его почётным членом. Пржевальский в тот же вечер составил записку начальнику Главного штаба, в которой просил награды для своих спутников: «...Необходима была нравственная мощь, чтобы преодолеть встречаемые преграды и не пасть в борьбе, длившейся без перерыва почти двадцать месяцев... Экспедиция принесла богатые результаты — и всем этим я как руководитель дела обязан прежде всего смелости, энергии и беззаветной преданности своих спутников. Их не пугали ни страшные жары и ураганы пустыни, ни тысячевёрстные переходы, ни громадные, уходящие за облака, горы Тибета, ни леденящие там холода, ни орды дикарей, готовые растерзать нас...»

Четвёртое путешествие в Центральную Азию началось от Кяхты в ноябре 1883 года. В эту экспедицию своими помощниками Пржевальский взял Всеволода Роборовского и Ивана Козлова. Были продолжены исследования Северного Тибета. Отряд пересёк волнистое солончаковое плато за хребтом Бурхан-Будда, где паслись огромные стада диких яков, антилоп и куланов, и вышел к истокам Жёлтой реки (Хуанхэ). Никто из европейцев и даже китайцев здесь ещё не бывал. Пржевальский признавался в дневнике: «Радости нашей не имелось конца». Отряд продолжал путь, достиг хребта Баян-Хара-Ула, водораздела двух великих китайских рек, Хуанхэ и Янцзы. В горах Пржевальский обнаружил два озера, которым дал названия — Русское и озеро Экспедиции.

На окраине Цайдамской котловины были открыты несколько горных хребтов. Один назвали Московским, другой — Загадочным. Впоследствии он стал хребтом Пржевальского.

К началу 1885 года экспедиция вышла к озеру Лобнор. Жившие на его берегу местные жители гостеприимно встретили уже знакомых им пришельцев. В феврале и марте всё озеро заполняли птицы, делающие на нём остановку в перелёте на север.

Ещё семь месяцев продвигался отряд через неведомые горы и пустыни. Открыт был хребет Русский, протянувшийся почти на тысячу километров. Двигаясь вдоль него, отряд вышел в пустыню Такла-Макан, пересёк её и через Центральный Тянь-Шань в конце октября 1885 года достиг пограничного перевала Бедель. Путники шли по красивейшему ущелью, заросшему стройными пирамидальными елями, нигде, кроме Тянь-Шаня, больше не встречающимися. Впервые Пржевальский побывал на озере Иссык-Куль, где через три года завершится его жизнь...

За два года было пройдено 7815 км, открыта горная страна на Севере Тибета, истоки Хуанхэ и водораздел её с Янцзыцзяном, новые озёра и горные хребты.

Обследована и положена на карту огромная территория, но «белое пятно» Тибета лишь слегка затронуто... Пржевальский планировал выйти на верховья Брахмапутры и пройти через параллельный Гималаям хребет Ладак к горной системе Каракорум, а от него через горы и пустыни выйти на Тянь-Шань, к озеру Иссык-Куль.

Последний год

Всё лето 1886 года Николай Михайлович Пржевальский провёл в Слободе, где построил новый дом на берегу живописного озера Сапшо, напоминавшего ему Байкал. Внутри дома всё было связано с азиатскими экспедициями хозяина. В гостиной — чучело тибетского медведя с подносом в передних лапах, на нём обычно лежали фрукты.