Весной 1885 г. путешественники направились далее через Си-нин и монастыри Гумбум и Лабран на Амдосское нагорье, затем в г. Мин-чжоу, Си-гу и Сунпан на восточной окраине Тибета; изучая эту окраину и прилежащие части провинций Сычуань и Гань-су, они провели здесь второе лето и осень, а на зимовку через Лань-чжоу прошли в Гумбум, где изучали монастырский быт, а также окрестных тангутов нагорья. Весной 1886 г. экспедиция вышла на берег оз. Кукунора, где сбылась мечта Григория Николаевича, лелеянная им 30 лет: он увидел наконец это таинственное озеро и окружающие снежные горы, которым тангуты дают имя патриархов. Через эти горы – цепи Нань-Шаня – экспедиция прошла в город Ганьчжоу и затем вдоль р. Эцзин-гол в Центр. Монголию, пересекла Гоби и Монгольский Алтай и, наконец, через Хангай между р. Селенгой и Орхоном вышла поздней осенью в Кяхту. Маршруты этого путешествия на значительном протяжении, особенно на восточной окраине Тибета, в Нань-Шане, Ордосе, Центр. Монголии и Хангае, пролегают по местностям, еще не посещенным европейцами.
В отчете Григория Николаевича, составляющем 2 большие тома под заглавием «Тангутско-тибетская окраина Китая и Центральная Монголия», помещены путевые дневники, веденные с той же полнотой, как и во время монгольских путешествий, но рядом с ними также общие очерки посещенных стран и народов, отсутствовавшие в отчете о Монголии, иллюстрированные снимками местностей, зданий и туземцев. Второй том содержит сказки, легенды, исторические предания и т. п. разных народов и наречия широнголов, шира-ёгуров, хара-ёгуров и саларов – монгольских племен, живущих вперемежку с тангутами и китайцами в Нань-Шане и на окраине Тибета.
По возвращении из этого путешествия Потанин поселился в Иркутске, где занимался составлением указанного отчета, но, кроме того, принял живое участие в деятельности Восточно-Сибирского отдела Географического Общества, сделался его правителем дел, организовал вместе со священником Подгорбунским выставку принадлежностей буддийского культа, впервые познакомившую горожан с внешней стороной буддизма. Он же явился инициатором и организатором исследования быта и собирания народного эпоса бурят Иркутской губ. и Забайкальской обл., как шаманистов, так и ламаитов, произведенного местными силами. Под редакцией Григория Николаевича вышли первые тома трудов этнографической секции Отдела, и деятельность как этой секции, так и всего отдела заметно оживилась.
Но в 1891 г. Потанин отправился в Петербург печатать свой отчет и готовиться к новому путешествию. Его опять потянуло в глубь Азии, в неисследованные страны, к незнакомым народам. Это путешествие на средства Географического Общества и сибирского золотопромышленника И. М. Сибирякова началось осенью 1892 г. Кроме Григория Николаевича и его жены, в нем приняли участие зоолог