По прибытии в Пекин Иакинф очень быстро охладел к чисто миссионерской деятельности, тем более что она могла проводиться лишь в узком кругу немногочисленных албазинцев, а вести активную религиозную пропаганду среди китайцев было запрещено. Сама же миссия и монастырь отнимали не очень много времени, поэтому природная любознательность и деятельная натура заставили Иакинфа энергично приняться за изучение языка, истории, литературы, географии, государственного и общественного строя Китая и населявших его народов. Жить в стране ничего не понимающим и ничего не знающим чужеземцем он не хотел. В одном из своих писем, отправленных на родину через два года, Иакинф писал: "Не хваля себя, могу сказать, что живу здесь единственно для отечества, а не для себя. Иначе в два года не мог бы и выучиться так говорить по-китайски, как ныне говорю".
Блестящие лингвистические способности и полученное в духовной академии знание латинского, греческого и французского языков сослужили Иакинфу добрую службу. Он не только быстро овладел разговорным китайским языком, но и освоил иероглифику и письменный язык, что позволило ему перевести с китайского языка на русский целый ряд трудов, преимущественно географического и исторического содержания. Постоянные контакты с католическими миссионерами, находившимися в Пекине, и изучение хранившихся в библиотеке португальской миссии трудов западноевропейских синологов А. Семедо, Ж. Майя, Ж.-Б. Грозье, Ж.-Б. Дюгальда и других, несомненно, облегчили Н. Я. Бичурину знакомство с Китаем и помогли ему в дальнейшей работе.
Пекинский период жизни Иакинфа был чрезвычайно плодотворным и наполненным напряженным трудом. Он составил несколько словарей китайского языка, в том числе большой китайско-русский словарь в девяти томах, оставшийся неизданным. Кроме того, в Пекине Иакинф написал основные труды, впоследствии напечатанные в России, или подготовил для них исчерпывающие материалы. Среди них П. Е. Скачков называет рукописи "Описание Пекина", "Историю первых четырех ханов", "Историю Тибета и Тангута", "Описание Тибета", "Описание Зюнгарии", "Описание монгольского народа", "Трактат о прививании оспы", "Служебную (судебную. — В. С. ) медицину китайцев", "Систему мироздания", "Об укреплении Желтой реки и канала подвозного", "Монгольское уложение". Большая часть упомянутых работ увидела свет после возвращения Иакинфа в Россию, остальные остались в рукописях.
Н. Я. Бичурин пробыл в Китае 14 лет. Он вернулся в Петербург в январе 1822 г. Помимо огромного количества личных впечатлений Иакинф привез с собой на родину уникальное собрание ценных книг на китайском и маньчжурском языках, рукописей своих трудов общим весом около четырехсот пудов (целый караван из 15 верблюдов). Но дома его ждало суровое наказание. За годы его пребывания в Пекине в Синод поступали жалобы от студентов и членов миссии, недовольных строгостью Иакинфа, его требованием усердных занятий китайским и маньчжурским языками. Всецело занятый научными заботами, Иакинф недостаточно внимания уделил своим миссионерским обязанностям и делам миссии. Тем временем хозяйство миссии, переставшей получать финансовую помощь от русского правительства, занятого войной с наполеоновской Францией, пришло в упадок. Чтобы хоть как-то поправить бедственное положение, порой приходилось даже продавать церковное имущество. Поэтому Иакинф был предан церковному суду, за "небрежение священнодействием и законопротивные поступки" лишен сана и сослан в пожизненную ссылку в Валаамский монастырь, бывший тогда тюрьмой для осужденных за различные религиозные преступления.