1847年9月5日，穆被任命为伊尔库茨克和东西伯利亚总督。在此期间，他不顾俄国外交部的反对，冒着与中国清朝政府决裂的危险，在黑龙江流域展开了一系列的军事探险活动。同时，他在西伯利亚各民族中强制推行俄语教育，并使用流放犯对黑龙江以北各地加以开拓。1854年5月，他率领一支有77艘船、筏组成的舰队直航黑龙江口。作为克里米亚战争的一部分，其中部分船只继续航行到彼得罗巴甫洛夫斯克，为正遭受英国和法国舰队袭击的该城送去了弹药援助。次年，他再次组织航行，在黑龙江入海口建立了殖民地，并按照尼古拉一世的授意，同中国展开边界谈判。