Теперь было решено пройти по Южному Цайдаму и Восточному Туркестану вдоль подножия не исследованной еще западной части Куньлуня. Новый склад было намечено устроить в урочище Гас и в течение зимы исследовать окрестности, а весной переместиться на Лобнор.
В новый путь из Барун-Засака караван выступил 26 августа (7 сентября) 1884 г. Верстах в шестидесяти, на реке Номхон-Гол, экспедиции пришлось задержаться на 18 дней, так как верблюды заболели ящуром. Участники экспедиции использовали это время для ознакомления с ближайшими окрестностями, для сбора зоологических и ботанических коллекций, наблюдали осенний перелет птиц. К счастью, погода за все время вынужденной стоянки была отличная.
Покинув стоянку у Номхон-Гола, экспедиция тронулась в путь по солончаковой глинистой пустыне Южного Цайдама и 20 сентября прибыла в урочище Гас, расположенное в северо-западной части Цайдама. Минул год с начала путешествия. Со дня выхода из Кяхты пройдено 3980 верст караванного пути. Сделано было немало, имелись шансы на успех и в дальнейшей работе.
Урочище Гас представляло собой, как и почти весь остальной Цайдам, солончак, в северной части которого располагалось мелкое соленое озеро Гас. С севера и юга над озером вздымались горы. На севере это был Алтынтаг, на юге еще не исследованные Пржевальским цепи Куньлуня. Прежде чем отправиться в Куньлунь, был разведан путь на север — через Алтынтаг к Лобнору.
19 ноября, оставив на базе большую часть верблюдов, лошадей и баранов под охраной Иринчинова, шести казаков и переводчика Юсупова, остальные члены экспедиции отправились в зимний маршрут исследовать Куньлунь и Тибетское нагорье. По долине, названной Пржевальским из-за частых бурь Долиной ветров, караван направился к подножию гор. Затем по ущелью реки Зайсан-Сайту путешественники стали подниматься на северную окраину Тибетского нагорья.
От котловины Цайдам Тибетское плато отделяла мощная горная система Куньлуня. Только после маршрута Пржевальского со спутниками выяснилось, что в западной части Куньлунь, этот «позвоночный столб Азии», состоит из нескольких параллельных цепей, разделенных узкими межгорными долинами. При пересечении Куньлуня были открыты новые колоссальные хребты и горные озера. Поскольку эти хребты и озера не были нанесены на карты, Пржевальский дал им русские названия. Так появились на карте Центральной Азии хребет Московский с вершиной Кремль, хребет Загадочный, переименованный по решению Русского географического общества в хребет Пржевальского (другое название — Аркатаг). Высочайшую вершину этого хребта и одну из самых высоких во всем Куньлуне (7720 м) Пржевальский назвал Шапкой Мономаха (параллельное название — Чонг-Карлыктаг). Кроме того, Пржевальским были открыты, названы и нанесены на карту хребты Цайдамский (Каякдыгтаг) и Колумба, а на плато между хребтами Колумба и Пржевальского — озеро Незамерзающее (на современных картах — Аяккумкель), оказавшееся не покрытым льдом, несмотря на установившиеся морозы.