Достигнув реки Тарим, направились вниз по ее течению: "приходилось пробираться то по лесу или густым колючим кустарникам, то иногда по возвышенному тростнику, корни которого, словно железная щетка, изранивали в кровь верблюжьи пятки".
Тарим, самая обширная из степных рек внутренней Азии, впадает в озеро Лобнор. Исследование этой реки и озера с его притоками было одною из важнейших задач Пржевальского, так как о них имелись только полуфантастические сведения из китайских источников.
Немного южнее Лобнора он открыл колоссальный хребет Алтынтанг, и в течение 40 дней проследил его на протяжении 500 верст при крайне неблагоприятных условиях: "На огромной абсолютной высоте, в глубокую зиму, среди крайне бесплодной местности мы терпели всего более от безводья и морозов, доходивших до -16°К. Топлива было весьма мало, а при неудачных охотах мы не могли добыть себе хорошего мяса и принуждены были несколько времени питаться зайцами. На местах остановок рыхлая глинисто-соленая почва мигом разминалась в пыль, которая толстым слоем ложилась везде в юрте. Сами мы не умывались по неделе, были грязны до невозможности, наше платье было пропитано пылью насквозь, белье же от грязи приняло серовато-коричневый цвет".
Отсюда Пржевальский вернулся к Лобнору, где провел два весенних месяца февраль и март, - наблюдая за пролетом птиц. Мириады их неслись денно и нощно над палаткой наших путешественников, и зоологическая добыча последних была громадна.
Определив главные астрономические пункты, объехав озеро в лодке и сняв его на карту, Пржевальский двинулся в обратный путь. В городе Курла он имел свидание с Якуб-беком, о котором отозвался с обычной решительностью: "Сам Якуб-бек такая же..., как и все азиатские халатники; Кашгарское царство не стоит медного гроша".
Владычество Якуб-бека поддерживалось только жестокостью и коварством; он был безграмотным и, в сущности, бездарным деспотом, лишенным всяких государственных идей; Пржевальский отлично понял это и в записке "О современном состоянии Восточного Туркестана" дал замечательно меткую характеристику эфемерного Кашгарского царства, предсказывая его близкую гибель, что вскоре и сбылось.
Из Курлы снова прошли на Юлдус, где провели три недели, занимаясь главным образом охотой, а 3 июля 1877 года вернулись в Кульджу.
Первый акт экспедиции закончился с полным успехом. Благодаря съемкам Пржевальского орография и гидрография этого участка внутренней Азии явились в совершенно новом свете; к тому же все пройденные местности были с обычной полнотой исследованы в естественно-историческом отношении.
В Кульдже Пржевальский получил письмо от матери, в котором она, поздравляя его с производством в полковники, выражала надежду, что по возвращении из экспедиции он станет генералом. "А генералам всем надобно сидеть дома, прибавляла она. - Вероятно, это твоя последняя экспедиция... Не мучь ты себя, а вместе с собой и меня. Чего тебе недостает? А то воспоминание о тебе, лишения твои почти всех удобств жизни измучили меня, и я, право, состарилась за это время на десять лет, - а ведь я не увижу тебя еще два года".
"Вот дядя твой, Павел Алексеевич, умер 26 декабря... Последние месяцы своей жизни он был совсем без памяти, никого не узнавал и хорошо сделал, что, не делая больших хлопот, умер покойно. А на похоронах все были пьяны, было выпито приходящими четыре ведра водки в один день, а что съедено пирогов, лепешек, клецок, лапши, кутьи, то нельзя и вообразить, чтоб можно было уничтожить в один день".
28 августа Пржевальский снова выступил из Кульджи и в ноябре того же года прибыл в китайский город Гучен у подножия Тянь-Шаня. Тут пришлось отказаться от дальнейшего путешествия. Еще в Лобнорской экспедиции он схватил пренесносную болезнь - зуд тела; в Кульдже она стала проходить, потом возобновилась. Не было покоя ни днем, ни ночью: нельзя было ни писать, ни делать наблюдения, ни даже ходить на охоту. Промучившись три месяца и убедившись, что болезнь не поддается лекарствам его походной аптеки - дегтю, табаку и синему купоросу, - он решил вернуться в Россию, вылечиться хорошенько и тогда уже идти в Тибет. Так кончилось его второе путешествие.