Даже краткий осмотр поступившего в Петербург археологического материала позволил ученым сделать вывод о его уникальности и высокой исторической ценности. В письме от 9 сентября 1908 г. помощник председателя РГО А. В. Григорьев сообщил Козлову о первых результатах изучения находок: «Я рассказал П. П. Семенову о Ваших открытиях в Хара-Хото и он очень интересовался тем, что Вы там нашли, а нашли Вы, во-первых, <…> Ся Ся (His-hsia) столицу [159] тангутского царства, существовавшего с XI по XIV век. 2) Рукописи помимо китайского – на неведомом языке (по крайней мере прочитать <…> никто еще не умеет, хотя образцы письма и известны). 3) Ассигнации Минской династии, которых известно было до сих пор лишь 4 штуки, в том числе в Азиатском музее Академии наук». Григорьев, которого связывали с Козловым тесные дружеские отношения, посоветовал ему продолжить раскопки в Хара-Хото на обратном пути, не жалея ни времени, ни средств. «Такое мнения, – писал Григорьев, – не одного только меня, питающего к Вам некоторую слабость, но и других, более компетентных, чем я, лиц». Чтобы усилить личную заинтересованность путешественника, он сыграл на исследовательском честолюбии Козлова: «Вы первый. Биологическими сборами не удивить, а когда узнают про Си Ся и о том, что Вы там нашли, прямо ахнут и остолбенеют» [160] .

Это письмо путешественник получил только 7 декабря 1908 г., и оно стало поворотным пунктом в истории Хара-Хото. Козлов послушался совета своего старшего друга, изменил маршрут экспедиции, свернув исследование Сычуани, и через Амдоское нагорье направился в Хара-Хото. Этому решению, по-видимому, способствовало и письмо Анучина от 20 сентября 1908 г. Именитый ученый сообщил Козлову, что присланный ему очерк о Хара-Хото он поместил в «Русских ведомостях» [161] . В своем предисловии он указал на важность раскопок мертвых городов, в которых «англичане и немцы нас предвосхитили в Китайском Туркестане и Турфане» [162] . Анучин, сожалея, что из краткого описания Козлова нельзя видеть, насколько подробно исследован город, тем не менее не сомневался, что «собранный материал обогатит науку новыми данными и либо даст добавочные материалы для ознакомления с той эпохой, какая стала известна из раскопок Штейна и Грюнведаля, либо познакомит с древностями более поздней эпохи, исключительно уже буддийской и монгольской» [163] .

Новые раскопки в Хара-Хото экспедиция начала 23 мая 1909 г. Причем велись они без всякого плана и системы. Козлов, как и в первое пребывание в городе, не давал своим спутникам конкретных указаний, где копать, предоставив им полную свободу действий. Участники экспедиции работали «по собственному чутью». Козлов полагал, что так они «и работают веселее и самая работа их занимает больше» [164] . С первого дня стали находить части рукописей, монеты, ассигнации, обломки посуды и проч. Но все находки являлись незначительным дополнением к материалам, добытым в первое посещение Хара-Хото. Энтузиазм сотрудников экспедиции заметно падал. Чтобы как-то разнообразить их деятельность, Козлов предложил перенести работы за стены Хара-Хото, где находилось несколько субурганов – культовых построек в виде ступы. 30 мая приступили к исследованию самого крупного из них, «отстоящего на запад от города в 200-х саженей» [165] . Решение оказалось счастливым, а этот субурган стал знаменитым. Во время раскопок, продолжавшихся 9 дней (с 30 мая по 7 июня), была обнаружена целая библиотека прекрасно сохранившихся свитков, рукописей, книг на тангутском, китайском и уйгурском языках, сотни буддийских икон и скульптур, святыни из буддийских храмов.

Одновременно с радостью от неожиданного успеха возникла серьезная проблема сохранения собранного археологического материала и его транспортировки в Россию. Козлов, упаковывая очередные находки, признавался: «У меня, повторяю, теперь остается одно величайшее желание: не собирать, а лишь сберечь все то, что собрано» [166] . Загруженный до предела караван не мог увезти с собой весь археологический материал, и Козлов принял решение оставить часть вещей, главным образом крупную скульптуру, предполагая вскоре вернуться в Хара-Хото для продолжения раскопок.

Пройдя в течение полутора лет по маршруту Урга – Эдзин-гол – Хара-Хото – Алашаньский хребет и прилегающая к нему часть долины Хуанхэ – Восточный Наньшань – Синин – озеро Кукунор – оазис Гуйдуй – юго-западная часть провинции Ганьсу – восточная часть Амдо – монастыри Лавран и Гумбум – Ланчжоу – Алаша – Хара-Хото – Урга, в августе 1909 г. Монголо-Сычуаньская экспедиция вернулась в Петербург.

Экспедиция привезла многочисленные естественно-исторические коллекции, но, несомненно, самым ценным результатом ее деятельности явились археологические находки. Дальнейшая их судьба теперь зависела от ученых. Козлов это понимал и искренне надеялся, «что и Географическое общество, и Императорская Академия наук приложат все усилия, средства и уменье, чтобы достойным образом обработать и издать труды и материалы Хара-Хото» [167] .

Находки в Хара-Хото несколько затмили другие, не менее значимые, достижения экспедиции. Между тем, сотрудники Козлова проделали большую работу по географическому изучению территорий, по которым проходил их маршрут, в том числе, как и было запланировано, низовья Эдзин-гола с озерами Сого-Нур и Гашун-Нур [168] . Впервые были проведены лимнологические работы на оз. Куку-нор, с применением уже испытанной Козловым в Монголо-Камском путешествии разборной брезентово-пробковой лодки. Особой географической заслугой экспедиции считается изучение северо-восточной части Тибетского нагорья – Амдо, проходившее в тяжелых условиях высокогорной местности (от 4 300 до более 4 800 м над уровнем моря). Кроме того, были собраны ценные этнографические сведения о тибетских племенах и коллекции бытовых и религиозных предметов [169] . Среди богатых зоологических и ботанических коллекций были и уникальные экземпляры. Так, например, маленький тушканчик, пойманный 22 мая 1909 г. вблизи развалин Хара-Хото. Как выяснилось впоследствии, он принадлежал к совершенно новому роду и виду. Сотрудник Зоологического музея Б. С. Виноградов, изучавший привезенные сборы млекопитающих, назвал его в честь Козлова Salpingotus Kozlovi [170] .

В конце января 1910 г. РГО устроило торжественный прием в честь Козлова. Чествование путешественника планировали провести в только что построенном собственном доме Общества в Демидовом переулке, 8 (сейчас Гривцов пер., 10). Однако в виду слишком большого числа желающих поучаствовать в заседании Совет РГО принял решение провести прием в 1-м Кадетском корпусе, на Васильевском острове [171] . В новом же здании в Демидовом переулке организовали выставку привезенного экспедицией научного богатства. Выставка заняла второй и третий этажи дома РГО: в фойе перед Большим и Малыми залами были размещены естественно-научные коллекции, Большой зал был занят археологическими и этнографическими материалами. Эта часть экспозиции была разделена на три отдела: «Хара-Хото», «Буддизм» и «Старый Китай».

Выставка открылась 1 февраля 1910 г. и сразу же сделалась настолько популярной, что срок ее работы был продлен с 18 февраля еще на несколько дней. За это время ее посетило до 12 тысячи человек [172] . Кроме индивидуальных визитеров приходили целыми группами учащиеся различных учебных заведений. По решению Совета РГО вход на выставку был бесплатный. Выставку посетили также великие князья Николай Михайлович – председатель РГО и Константин Константинович – президент Академии наук, многие министры и другие высокопоставленные лица.