ב-17 בדצמבר 1868 הוא הגיע סוף סוף לצ'ונגצ'ינג בקרבה לסצ'ואן. משם הובל באפריון למוֹאוּפִּין (穆坪 התעתיק הנכון בפין-יין הוא Muping), כיום נפת בָּאוֹשִׂינְג (宝兴; Bǎoxīng), כ-250 קילומטרים מערבית לצ'נגדו בירת סצ'ואן. במקום פעל מוסד מיסיונרי צרפתי "הקולג' של המיסיונים בנכר של מואופין" (collège des Missions Étrangères de Moupin) השייך ל"אגודת המיסיונים בנכר של פריז" (Société des Missions-Etrangères) שהוקמה ב-1663. התושבים באזור זה היו הג'יארונג (במאה ה-19 הם היו מכונים מנטדזה - Mantze) קבוצה אתנית טיבטו-בורמזית שדיברה בשפת rGyalrong. המיסיונרים התיישבו במקום זה על מנת להתרחק מרדיפות הממשל הסיני. האב דוד הפך יישוב עצמאי קטן זה שבראשה עמד נסיך של המנטדזה בגובה 2,000 מטרים לבסיס לחקר האזור במשך תשעת החודשים הבאים (מ-1 במרץ ועד 21 בנובמבר 1869). "מנטדה אלו, שאינם סינים או טיבטים אלא קרובים יותר לאחרונים, ייצרו מספר רב של מדינות נפרדות קטנות וחקיקה אוטונומית ולעיתים עם שפה ייחודית." דתם הייתה בודהיזם טיבטי.
ההתלהבות של דוד מציפורים באה על סיפוקה באזור זה. עבור דוד, להתלהבות זו מהטבע נלוותה התלהבות לא פחותה מציד. הוא פנה לציידים באזור שיצודו עבורו בעלי חיים באזורים שהגישה אליהם קשה תמורת תשלום נאות. כמויות בעלי החיים שהגיעו בדרך זו היו רבות, "כל מה שנורה, עבר בקולג'" ציין דוד. אבל הקשיים היו עכשיו בהכנת האוסף למשלוח. הקושי למצוא אלום, תרכובת כימית הכרחית לשימור העורות, המחסור בריהוט ובארגזים על מנת לשמור על הדגימות בפני תולעים ופטריות וכו'.
כרגיל אצל דוד היה האוסף של היונקים, עופות, חרקים וצמחים יוצא דופן בכמותו באיכותו. הוא גילה שבעה מינים שונים של רודודנדרון, הוא יגלה בסופו של דבר יותר מתריסר. אבל התהילה של האב דוד היא בעיקר בשל התגליות העיקריות דוגמת הפנדה הענקית, חרומף זהוב ודווידיה אינוולוקרטה (" Davidia involucrata" המכונה עץ היונה, שהסוג קרוי על שמו).
בסך הכול שלח האב דוד מאזור זה למוזיאון 676 דגימות של צמחים, 441 דגימות של עופות ו-145 יונקים.
גילוי הפנדה הענק.
ב-11 במרץ 1869, כששב ממסע מחקר של הר חונְגְשָׁאנְדִינְג (红 山顶), הוא הוזמן לשתות תה עם מר לי, ואז ראה עור של מה שנראה כדוב קוטב לבן ושחור. לשמחתו הבטיח מארחו להביא לו את החיה בתוך כמה ימים. ב-23 במרץ הגיעו ציידים למיסיון עם "דוב קוטב" ששבו חי, אבל הרגו על מנת להקל על סחיבתו. "דוב הקוטב הצעיר שהם מכרו לי את במחיר גבוה הוא לבן לחלוטין למעט ארבעת הגפיים, האוזניים והאזור סביב העיניים שהם בצבע שחור מוחלט" כתב דוד. "חודש אחר-כך הגיע דוב בוגר ויכולתי לוודא שהצבעים של חיה זו אינם משתנים עם הגיל...היא חיה בהרים הבלתי נגישים ביותר, כשהיא ניזונה מצמחים, בייחוד שורשי חזרן" נכתב בפתק שהוצמד לפוחלץ. תגלית יפה זו של מין חדש, הפנדה הענק, תתואר על ידי מילנה-אדוואר בפריז ב-1870. החיה שפעילה בעיקר בלילה ושוכנת בגבהים של כ-3,000 מטרים באזורים בלתי נגישים, לא הייתה ידועה מחוץ לקהילה המקומית. הפנדה עתיד היה להתפרסם בכל העולם, כולל בסין, רק משלהי המאה ה-20.
על פי עדותו של סדריק באסה (Cédric Basset) במאמר "בעקבותיו של האב דוד" "כיום, העיירה הקטנה באושינג מוקירה את זכרו של האב דוד בהצבת פסל בדמותו ותגליתו המפורסמת של הפנדה. במעקות לאורך הנהר חקוקים רבים ממיני הצמחים ובעלי החיים שהוא גילה כאשר שהה באזור זה".
החזרה לפריז.
האב דוד החליט לחזור לבייג'ינג דרך שאנגחאי. ב-22 בנובמבר 1869 עזב "את ארץ המנטדזה, לאחר שסבל מעייפות, כאב, מחסור וחולי", אבל הוא לא יכול היה "לעמוד בפיתוי לערוך סיור קצר לקוקונור, לפני שנפרד לעולמים מהמדינה". סטייה קלה זו לרמות של צ'ינגהאי (דצמבר 1869 - מרץ 1870) הניבה תגלית מרכזית נוספת - סלמנדרת ענק סינית ("Andrias davidianus" או גם "Sieboldia davidii"), מין הסלמנדרה הגדול ביותר בעולם, אורכה עד 1.80 מטרים והיא חיה במשך 50 שנים, אורך חיים יוצא דופן לגבי דו-חי. "הסינים דגים את ה-"Sieboldia" על מנת לפשוט את עורו שאותו הם מוכרים לרוקחים. הם כמעט ולא אוכלים את בשרו שהוא לבן ומצחין כפי שחשתי זאת בעצמי קודם לכן," כך כתב כמה שנים מאוחר יותר, ב-1873. לאחר שלכד אוזנים וגילה מיני מונאל חדשים, הוא חזר לצ'נגדו למסע במורד היאנגצה לשאנגחאי, לשם חזרה לצרפת.
ספינתו עגנה בטיינג'ין ב-24 ביוני 1870, שלושה ימים אחר טבח טיינג'ין, שכוון כלפי הנוצרים ובייחוד הצרפתים. ככל הנראה העיכוב שחל בהפלגתו ספינתו משאנגחאי הציל אותו ממוות בידי ההמון המוסת. כאדם בעל השקפה דתית עמוקה, המשוכנע בצדקת אמונתו ובזכותם של אומות אירופה לפעול בסין, הוא לא היה מסוגל לרדת לשורשי הסיבה לטבח. החוויה שעבר הייתה טראומתית והוא פיתח חשדנות עמוקה כלפי "הסינים האכזרים".
כאשר הגיע לבסוף למרסיי נכנס הצבא הפרוסי לפריז. משום כך נסע לידידיו ותלמידיו לשעבר באיטליה בטרם שהגיע לפריז. הוא השקיע מאמצים בהעתקת הרשימות שכתב תוך כדי ביצוע המחקר, ובכתיבת סיכום מסעות החקר שערך.
לאחר שהתאושש הגה רעיון לבצע מסע מחקר מעמיק של מרכז סין במשך כמה שנים.
מסע המחקר ברכס הרי צ'ין בג'יאנגשי (2 באוקטובר 1872 - 5 באפריל 1874).
דוד הגיע לשאנגחאי בתחילת מרץ 1872, והחליט לבצע מסע מחקר קצר בג'ג'יאנג. הוא החל בעיר נינגבו (宁波; Níngbō), המשיך דרך שאושינג (绍兴; Shàoxīng) ואז לדרום-מערב לגבול עם ג'יאנגשי. בתחילת הדרך הוא היה מעודד מגילוים של ציפורים חדשות, אבל המשך הדרך הניב תוצאות דלות. לכן החליט לחזור לבייג'ינג על מנת להכין את המסע הגדול במרכז סין.
האב דוד יצא מבייג'ינג ב-2 באוקטובר 1872 בראש משלחת שכללה שתי עגלות, 150 קילוגרם של מטען ושני משרתים נוצרים. הוא יצא למסע בלא חששות כשהוא מלא התלהבות לקראת הרפתקאות חדשות, אם כי בסופו של דבר מרבית אוספיו יאבדו כשהאוניה שנשאה אותם טבעה, ובעיות בריאות חמורות יאלצו אותו להפסיק את מסע המחקר.
כיוון המסע היה בתחילה דרומה, ולאחר חצייה סוערת של הנהר הצהוב הוא שינה כיוון מערבה לעבר שיאן. שם למד כי בלתי אפשרי להמשיך לגאנסו בשל המרד המוסלמי שהתחולל שם ומעשי הטבח השיטתיים ההדדיים. לפיכך החליט לחקור את הרי צ'ין (秦岭 Qín Lǐng), דרומית לשיאן. הרכס הוא מחסום הררי שעליו עובר קו פרשת המים בין האגן של הנהר הצהוב (ויובלו הנהר ויי) מצפון ואגן היאנגצה (ויובלו הנהר האן) מדרום. הרכס הוא גם מחסום אקלימי המפריד בין האקלים הממוזג מצפון לו לאקלים הסובטרופי מדרום לו. מיקומו על הגבול שבין אגנים ואקלימים יצר ברכס תנאים שאפשרו פלורה ופאונה עשירים במיוחד. בנובמבר 1872 התיישב דוד בכפר הקטן יִינְגְ'יָאפּוֹ (殷家 坡; Yinjiapo) באזור מרוחק מיישובים אחרים. ולראיה, כמה ימים לפני בואו טרף נמר ערפילי מצוי כלב שהיה שייך למשפחה שהתגוררה ליד בית מגוריו.
בכתיבת רשמיו ממסע זה הפגין דוד תובנה יוצאת דופן על עתיד הסביבה של כדור הארץ. מאה שנים לפני שהנושא עלה למודעות ציין דוד באלגנטיות: "עצוב לחזות כמה מהר מתקדם הרס יערות הבראשית, שהם רק חלק קטן בסין, ושלעולם לא ישובו. כאשר העצים הגדולים נעלמים גם השיחים והצמחים הרבים הזקוקים לצל נעלמים, כמו גם כל החיות, קטנות כגדולות, הזקוקים ליערות על מנת לחיות ולהתרבות... ולרוע המזל, מה שעושים הסינים בארצם, עושים גם אחרים. מצער הדבר שחינוכם של כל בני האדם לא התפתח בזמן על מנת להציל מחורבן שאינו הפיך את היצורים שהבורא שיכן בעולמנו על מנת שיחיו לצד האדם, לא רק על מנת שיקשטו את העולם, אלא גם שימלאו תפקיד מועיל, הכרחי יחסית בכלכלה הכללית. מניעים חומרניים אנוכיים מעוורים את עינינו... בקרוב רק סוסים וחזירים מצד אחד וחיטה ותפוחי אדמה מצד שני יחליפו את כל מאות ואלפי הצמחים ובעלי החיים שאלוהים יצר מתוך האין על מנת שיחיו אתנו. יש להם זכות לחיות, ואנו נהרוס אותם לבלי שוב, כשאנו בברוטליות גורמים לכך שקיומם יהיה בלתי אפשרי."
החל מינואר 1873 חזר לדרכים המושלגות של הרי צ'ין. במערב התרומם הר טָאיְבָּאיְשָׁאן (太白 山 - "הר לבן מאוד"), הפסגה הגבוהה ביותר בהרי צ'ין (3,767 מטרים). דוד סייר בהרים עד אפריל, כשהוא ממשיך לאסוף צמחים ובעלי חיים, ולהכין רשימות מדויקות להפליא על אתרים גאולוגיים, על נדידת העופות, ועל מנהגי התושבים. מסעותיו הובילו אותו לעמק הנהר האן, יובל של הנהר יאנגצה, הנשפך אליו בעיר ווהאן של ימינו. הוא קיבל החלטה חסרת מזל להפליג על ההאן עד האנקאו (כיום בווהאן), יחד עם האוספים יקרי הערך ושם לעלות על ספינה המפליגה במורד היאנגצה. בזמן מעבר של אחד האשדות, נפער בסירה, העמוסה לעייפה, חור מהתחככות בסלע. דוד קפץ למים והצליח להציל חלק מאוספיו. אבל הם היו ספוגים לחלוטין במים והדוגמיות שניצלו נפגעו בצורה חמורה. אדריאן פרנשה (Adrien René Franchet; 1900-1834), הבוטנאי שחקר את הממצאים ששלח דוד למוזיאון לתולדות הטבע בפריז, העריך שכמחצית מאוסף הצמחים של דוד אבד בתאונות השונות. הוא שכר מקום על ספינה שנשאה מטען של עצים, ולאחר עשרים ימי הפלגה עגן בהנקאו, שם אירחו אותו מיסיונרים איטלקים. משם הפליג בספינה על היאנגצה עד ג'יוג'ואנג שבה שהה במסעו השני.
בג'יוג'ואנג הוא שהה במיסיון של המסדר שבו היה חבר עד 22 במאי 1873 כשיצא באפריון על גלגלים בדרך המובילה לדרום-מזרח. הוא עבר בנאנצ'אנג ובפוג'ואו (抚州) והתיישב זמנית בטסיטאו, דרומית מזרחית לפוג'ואו, שם היה מיסיון ובית ספר של המיסיונרים.