Ноябрь — первая поездка на Байкал, посещение района катастрофического цаганского землетрясения.

1862–1864 — работа по заданию генерала Б. К. Кукеля над проектами реформ системы тюрем, ссылки и местного самоуправления.

1863, июнь — сентябрь — первое путешествие по Амуру, сплав каравана барж к казачьим станицам, возвращение через Газимурский хребет.

1863, сентябрь — 1864, февраль — поездка в Петербург с докладом о гибели барж на Амуре. Назначение чиновником особых поручений при генерал-губернаторе Восточной Сибири.

1864, апрель — июнь — путешествие из Забайкалья в Благовещенск через Северную Маньчжурию, пересечение хребта Большой Хинган, открытие потухших вулканов в горах Ильхури-Алинь.

Июль — август — плавание по реке Сунгари до Гирина в должности «историографа» Сунгарийской экспедиции.

1865 — выход в Иркутске книги «Две поездки в Маньчжурию в 1864 году». Май — июнь — экспедиция в Западный Саян через Тункинскую котловину, с возвращением по долине реки Оки через Зиминскую. Август — декабрь — плавание по Амуру и Уссури.

Декабрь — первый доклад в Сибирском отделе Императорского Русского географического общества (ИРГО). Прием в члены Сибирского отдела ИРГО.

1866, май — плавание по Лене до Крестовской, изучение геологического строения ленских берегов.

Июль — сентябрь — Олёкминско-Витимская экспедиция по заказу ленских золотопромышленников. Переход через Патомское нагорье и Олёкминско-Витимский водораздел.

Декабрь — присуждение Малой золотой медали ИРГО за путешествие в Маньчжурию.

1867, апрель — испытание сейсмометра на станции в Иркутске. Отъезд из Сибири.

Сентябрь — прибытие в Петербург, поступление на математическое отделение физико-математического факультета Петербургского университета. Служба в Центральном статистическом комитете под руководством П. П. Семенова-Тян-Шанского.

1868, февраль — избрание секретарем отделения физической географии Русского географического общества.

1871, февраль — доклад на двух соединенных заседаниях отделений физической и математической географии о проекте экспедиции в северные моря России.

Июль — сентябрь — исследование следов древнего оледенения в Финляндии и Швеции.

6 октября — смерть отца.

1872, февраль — поездка в Швейцарию. Установление контактов с русской секцией Интернационала.

Май — вступление в кружок «чайковцев» по рекомендации Д. А. Клеменца. Беседы с рабочими-ткачами за Нарвской заставой. Июнь — июль — поездка в Бельгию, возвращение с нелегальной литературой в Россию через Польшу.

1873 — выход в свет «Общего очерка орографии Восточной Сибири с картой» и «Отчета об Олёкминско-Витимской экспедиции с картой, чертежами, рисунками».

1874, 2 апреля — доклад на совете ИРГО о следах древнего оледенения в Финляндии и распространении оледенения на севере Евразии. Предложение занять место председателя отделения физической географии.

4 апреля — арест и заключение в камеру № 52 Трубецкого бастиона Петропавловской крепости.

1875, октябрь — стараниями брата Александра и коллег по Географическому обществу получено разрешение царя продолжать в заключении работу над книгой о ледниковом периоде.

1876, март — окончание следствия и перевод из Петропавловской крепости в Дом предварительного заключения.

Апрель (?) — перевод по заключению врача в связи с плохим состоянием здоровья в тюремное отделение Николаевского военного госпиталя.

12 июля — побег из тюремного госпиталя, организованный О. Веймаром, М. Натансоном, А.