Em 1883 estava de novo na Europa, onde fez uma nova versão do "Combate Naval de Riachuelo", que se perdera, e na Bélgica iniciou, em 1885, a execução do "Panorama do Rio de Janeiro", uma vista tomada a partir do morro de Santo Antônio. Para isso, contou com a ajuda do belga Henri Langerock, fundando com ele uma empresa de panoramas, um gênero que se tornava rapidamente popular em várias técnicas e podia significar um bom lucro para os artistas através da cobrança de ingressos para visitação. Em 1887 a pintura foi exposta em Bruxelas, fazendo uso de um cilindro giratório que permitia aos espectadores contemplar as vistas em 360 graus. A obra foi inaugurada em presença da família real da Bélgica e grande corpo de nobres e autoridades, sendo visitada por cerca de 50 mil pessoas, com grande repercussão na imprensa. A esta altura estava desfeita sua sociedade com Langerock, que o processou por supostas perdas financeiras, mas o caso foi decidido a favor de Meirelles. Em 1889 o panorama foi exposto na Exposição Universal de Paris, onde recebeu medalha de ouro e mais elogios da imprensa e do público, mas por falha na programação do evento e pela competição de muitas outras atrações, inclusive panoramas de outros artistas, sua visitação foi pouco expressiva.