В 1860 г. Полоцкий полк переводят в Волынскую губернию, в город Кременец. Здесь Пржевальский прожил одиннадцать месяцев, усиленно готовясь к экзаменам в академию и в то же время изучая труды по ботанике, зоологии, географии, пополняя свой багаж будущего исследователя природы. Свободное от занятий время он посвящал охоте, знакомству с живописными окрестностями города, в первую очередь с Кременецкими горами — отрогами Карпат.
Наконец в августе 1861 г. Николай Михайлович едет в Петербург, в Академию Генштаба. Экзамены сданы на отлично. Опостылевшая армейская служба позади.
При переходе на второй курс Пржевальский написал работу «Военно-географическое обозрение Приамурского края». Выбор темы был не случаен. Николай Михайлович уже длительное время изучал литературу по географии Азии, особенно интересуясь мало изученными территориями, в частности Дальним Востоком. Недаром в Полоцком полку он подавал прошение о переводе на Амур. При составлении описания Приамурского края пригодились его знания по разным наукам, умение ориентироваться в литературных источниках, логически излагать свои мысли. Свою первую научную географическую работу Пржевальский выполнил столь хорошо, что за нее Русское географическое общество в феврале 1864 г. избрало его своим действительным членом.
В академии Пржевальский пробыл всего полтора года, так как в связи с восстанием в Польше в мае 1863 г. состоялся досрочный выпуск слушателей. Николай Михайлович получил чин поручика и отправился снова в Полоцкий полк. Здесь он прослужил десять месяцев. Свободного времени у него было много, и он возобновил усиленные занятия по зоологии, ботанике, географии, чтобы лучше подготовиться к будущим исследованиям, мысли о которых он не оставлял.
Стремясь применить свои познания в географии и в то же время иметь больше возможностей для углубленного изучения дисциплин, необходимых путешественнику-исследователю, Пржевальский решает перейти на работу в какое-нибудь военное учебное заведение.
По ходатайству друзей из Академии Генштаба его в конце 1864 г. назначают в Варшавское юнкерское училище дежурным офицером и преподавателем истории и географии. В своей автобиографии он пишет: «Здесь в течение двух лет и нескольких месяцев я в уверенности, что рано или поздно, но осуществлю заветную мечту о путешествии, усиленно изучал ботанику, зоологию, физическую географию и пр., а в летнее время ездил к себе в деревню, где, продолжая те же занятия, составлял гербарий. В то же время читал я публичные лекции в училище по истории географических открытий трех последних веков и написал учебник географии для юнкеров… Вставал я очень рано и почти все время, свободное от лекций, сидел за книгами, так как, подав прошение о назначении меня в Восточную Сибирь, уже наметил план своего будущего путешествия».