別夫佐夫的準噶爾之行結束將近兩年之後，一個偶然的情況又為他提供了到遠方旅行的機會。這一次，他要到中國蒙古地區和內地北方諸省長途旅行。
1878年，俄國探險家波塔寧在比雅獲悉，比雅商人正打算在這年夏天派遣一個大型商隊從科布多販運一批鹿茸到歸化城（呼和浩特）。波塔寧把這個消息告訴了地理學會。
由於商隊的路線經過歐洲人從未到過的地方，俄國地理學會決定派一名有經驗的地理考察家和大地測量學家隨商隊前往，“以便沿途進行地形測量，用天文學方法確定經度和緯度，並進行其他科學勘察……”
應俄國地理學會副主席謝苗諾夫·天山斯基請求，學會派別夫佐夫擔任這項工作。
8月初，別夫佐夫帶領地形測繪員斯科平、丘克林和六名懂蒙古語的外貝加爾哥薩克，從烏斯季卡緬諾戈爾斯克前往科布多。在那裏同商隊會合後，穿越戈壁經歸化城抵達張家口。次年春，別夫佐夫等自張家口北上，由庫倫折而西，經賽音諾顏部、劄薩克圖汗部和科布多返回俄國。作為此行的成果，別夫佐夫寫了考察報告《蒙古和中國內地北方諸省旅行記》（《俄國地理學會西西伯利亞分會叢刊》第5輯，1883年），並繪製了長達四千公裏的路線圖。
《旅行記》對沿途許多地方作了詳細的、多方麵的地理學描寫，詳細記錄了所經地方的氣候、植物、動物和地質構造的資料，以及大量的民族學調查成果。受到了地理學家們高度評價，別夫佐夫也因此獲得了俄國地理學會的最高獎之一——李特克獎章。
別夫佐夫從蒙古回來後又在鄂木斯克住了七年多。在這段時間裏，發明了根據兩顆星的相應高度來測定某一地點的地理緯度的方法。
1887年1月底，別夫佐夫從已居住十五年之久的鄂木斯克，回到了彼得堡。
四
別夫佐夫在西西伯利亞的這十五年裏，俄國地理學會組織了多次考察活動，而且收獲頗豐。著名的旅行家普爾熱瓦爾斯基完成了四次中亞考察，取得了豐富成果。1888年3月，他再次向地理學會遞交申請，準備到中國做“第5次中亞考察”，目的地是西藏西北部和東北部。3月27日，俄國地理學會批準了普爾熱瓦爾斯基的考察計劃。考察隊成員有前幾次跟隨普爾熱瓦爾斯基一起探險的羅布羅夫斯基、科茲洛夫、兩名翻譯和二十三名護送隊員。
11月1日，先期到達比什凱克的普爾熱瓦爾斯基，因喝了楚河水而致病，在喀喇庫勒（今普爾熱瓦爾斯克）逝世。俄國地理學會推薦別夫佐夫率領這支考察隊，繼續進行普爾熱瓦爾斯基計劃之中的“第5次中央亞西亞考察”。但這次考察的範圍較原計劃大為縮小，主要考察塔裏木盆地南沿的山區，同時尋找由此進入西藏的道路，為以後打下基礎。因此，這個考察隊仍叫“西藏考察隊”。考察隊成員中還增加了地質學家波格丹諾維奇。
俄國地理學會同陸軍部一致確定考察隊的主要目標是考察從玉龍喀什河上遊到羅布泊之間的昆侖山脈，以及大致沿北緯35°的西藏高原北緣。為此，別夫佐夫作了三個月的準備，精心研究《西域圖誌》以及比丘林（雅金夫）、瓦裏汗諾夫、福賽斯、貝柳、庫羅帕特金、普爾熱瓦爾斯基等人的著作。
1889年5月25日，別夫佐夫帶領改組後的考察隊從喀喇庫勒出發，越過別迭裏山口進入中國境內。經阿克蘇、喀什噶爾和葉爾羌河穀到葉爾羌城，由此轉向東南，經和闐、於闐、尼雅，沿昆侖山北麓和阿爾金山山脈進行詳細考察、測量，一度翻越昆侖山，到達藏北地區的達什庫裏湖，企圖向東南經江達、拉裏，“直奔巴塘”。為此，他們強迫藏民引路，藏民極為憤慨，故意把他們“引往西寧路上”。別夫佐夫發覺了，“行出數十裏外，忽然折回，用槍擊斃烏拉（差役）牛馬”，“舉槍又欲傷人”①，由於藏民極力勸阻，考察隊隻好返回南疆，沿車爾臣河北上，取道羅布泊、喀喇沙爾，於1891年1月返回齋桑。別夫佐夫的第三次，即最後一次中亞之行結束了。
1891年10月2日，在俄國地理學會會員大會上，別夫佐夫對考察結果作了簡要介紹。1895年，俄國地理學會成立五十周年之際，別夫佐夫的考察報告以及西藏考察隊著作集第一卷出版。
此行，別夫佐夫考察了昆侖山脈，途中進行了各種天文、氣象觀察以及地質勘察，比如在昆侖山北部海拔二千八百三十二米的托赫塔洪地區進行了連續四十五天的考察，確定了該地的經度和緯度，並通過二十八次氣壓測量測定了海拔高度，對昆侖山雲杉的分布情況作了調查。考察隊在尼雅設立了氣象站，進行長時間的氣象觀測，從而對南疆的氣候特征作出判斷。俄國氣候學家沃耶伊科夫編撰《中亞氣候》時，主要依據就是別夫佐夫此行記錄的氣象資料。為此，沃耶伊科夫寫道：“別夫佐夫關於新疆及其相鄰地區的資料，極大地豐富了氣象科學。”