Затем студентом университета он совершает во время летних каникул, как уже было отмечено выше, обширные естественноисторические экскурсии по р. Уралу, от оз. Ильменя до устья названной реки.

В 1862 г. Потанин становится участником первой серьезной для него экспедиции, а перед этим, 21 апреля 1862 г., Географическое общество избирает его своим членом-сотрудником.

В 1862 г., когда министерство иностранных дел, в целях упрочения границы занятого нами Семиреченского и Заилийского краев со стороны Китая, между Алтаем и Тянь-Шанем, снарядило разграничительную экспедицию, оно в то же время предложило и Географическому обществу снарядить свою экспедицию и присоединить ее к Разграничительной комиссии. Экспедицию эту Общество поручило своему члену К. В. Струве, состоявшему одновременно и членом Разграничительной комиссии, возложив на него исследование Черного Иртыша. По рекомендации П. П. Семенова, в состав экспедиции Струве вошел Г. Н. Потанин, в качестве переводчика и натуралиста.

Эта экспедиция продолжалась в 1863 и 1864 гг., захватив, кроме Черного Иртыша, бассейн оз. Марка-Куля на востоке и Тарбагатай на западе. Плодом этих поездок были статьи Г. Н. Потанина, помещенные в изданиях Географического общества: «Юго-западная часть Томской губернии в этнографическом отношении» («Записки», 1864 г.), «О рыбном промысле на Зайсане» («Записки», 1864 г.), «Путешествие на Зайсан летом 1863 г.» (совместная с К. В. Струве статья), «Зимняя поездка на Зайсан», «Поездка по восточному Тарбагатаю 1864 г.» (последние три статьи напечатаны в «Записках» за 1867 г.).

Во время тюремного заключения Г. Н. принимается за местные этнографические исследования, результатом которых является напечатанная в Трудах Географического общества статья «От Никольска до Тотьмы».

Из этого можно видеть, как велика была потребность Григория Николаевича к исследованию и какой непоколебимой стойкостью отличался его дух, несмотря ни на какие испытания, ни на тяжкие условия для работы. В 1874 г., по настойчивым хлопотам своего друга П. П. Семенова, Григорий Николаевич был возвращен из ссылки, чтобы приступить к составлению своего монументального труда по дополнению третьего тома «Землеведения Азии» Риттера, а закончив его, тотчас же готовиться в свое первое путешествие в Монголию.

Географическое общество, говорит обозреватель полувековой деятельности его, П. П. Семенов, прилагало все свои заботы для обстоятельного исследования ближайших к нам частей за стеной Китайской империи между Алтайско-Саянской и Тянь-Шаньской горными системами, именно в особенности Монголии. Всего более стремления Общества к научному изучению Монголии были осуществлены Г. Н. Потаниным, приобретшим уже себе известность путешественника в предыдущем периоде своим участием в экспедиции К. В. Струве в бассейн Черного Иртыша… Далее высококомпетентный обозреватель дает такую характеристику Потанина: «Г. Н. Потанин соединял в себе редкие для путешественника во внутренней Азии качества: закаленное трудами и лишениями здоровье, неимоверную неприхотливость и выносливость, достаточное знакомство с местными языками и уменье ладить с туземцами, очень хорошие познания в обширной области географических и естественных наук, обширное знакомство с географической литературою Сибири и Внутренней Азии, но всего более – любовь к делу и полнейшую самоотверженную преданность науке»[19].

В 1876–1877 и в 1879 гг. Григорий Николаевич совершает два путешествия в Северо-Западную Монголию, в 1884–1886 гг. – трехлетнее путешествие в Ганьсу и Сычуань и в Амдосское и Тангутское нагорья Восточной Азии, а в 1893–1894 гг. продолжает дальнейшие исследования этой же части Азии. В Торсандо, перед подъемом на Тибетское нагорье, заболела его жена, Александра Викторовна и 19 сентября, на пути к Пекину, не доезжая города Чу-цин-фу, скончалась. Это несчастье прервало путешествие Григория Николаевича, лишив его верного друга и помощника, да оно явилось для него и вообще концом всех его далеких путешествий. Но только далеких, ибо «близкие» он продолжает совершать и теперь, и еще в 1912 г. он сделал поездку на р. Токрау, приток озера Балхагаа, в самое сердце далеких киргизских стойбищ Каркаралинского уезда по поручению Западносибирского отдела Географического общества, и собирал там целое лето сказки, живя в ауле, в юрте, лишенный всяких удобств городской жизни.