До заветного озера Кукунор оставалось всего 640 км, менее месяца пути, но решено было от посещения его отказаться и возвратиться в Калган. Такое решение вызывалось, во-первых, отсутствием средств (осталось менее 100 рублей), во-вторых, ненадежностью казаков, очень тосковавших по дому, в-третьих, необходимостью получить новые документы с разрешением пройти через провинцию Ганьсу до Тибета.
Продажей взятых с собой товаров и двух ружей добыли деньги на обратный путь и выступили из Динъюаньина 15 октября 1871 г. Дорога оказалась длинной (до Калгана было 1280 км) и трудной. Вскоре после выхода заболел тифом Михаил Александрович Пыльцов. Простояли у ручья девять дней. К счастью, молодой организм справился с болезнью. Как только Пыльцов смог кое-как сидеть на лошади, двинулись дальше. На Гокийском нагорье путешественников встретили холода, метели. Было трудно и людям (особенно больному Пыльцову), и животным, страдавшим от бескормицы. 30 ноября (12 декабря) пропали все семь верблюдов экспедиции, за исключением больного. Вероятно, были угнаны. Только через 17 дней удалось купить других и тронуться дальше.
Накануне Нового 1872 года поздно вечером путешественники прибыли наконец в Калган, где были сердечно встречены жившими там соотечественниками — русскими купцами.
Восьмимесячный поход по не исследованным еще никем из европейцев областям Центральной Азии дал ценные результаты. Были собраны зоологические и ботанические коллекции, проведены метеорологические наблюдения, определены астрономические опорные пункты, к которым была привязана глазомерная съемка. Достигнутые успехи еще более укрепили желание отправиться в глубь Азии — к озеру Кукунор, в Тибет.
После возвращения в Калган Пржевальский отправился в Пекин, в русское посольство, за деньгами и документами. Около двух месяцев ушло на сборы в путешествие. Деньги Пржевальскому на 1872 г. еще не поступили, но русский посланник генерал Влангали ссудил необходимую сумму и выхлопотал у китайского правительства паспорт на путешествие в Ганьсу, к озеру Кукунор и в Тибет. Однако к паспорту было приложено специальное уведомление, что в местностях, объятых восстанием дунган, путешествие опасно и что китайское правительство не может поручится за безопасность путешественников.
Действительно, в эти годы (с 1862 по 1877) китайцы-мусульмане дунгане, живущие на северо-западе Китая и в провинции Ганьсу, вели ожесточенную борьбу против китайско-маньчжурских феодалов и династии Цин. В 1866 — 1870 гг. основной территорией восстания была провинция Ганьсу. Но ко времени путешествий Пржевальского центр восстания переместился в Синьцзян, хотя отдельные отряды дунган и совершали набеги на Ганьсу. За время своего путешествия Пржевальский не встретил дунган, хотя и видел следы войны.