1858年にカシュガルで消息の途絶えたドイツ人地理学者アドルフ・シュラーギントヴァイト捜索のため、ワリハーノフはカシュガルに向かう。カザフの隊商に扮してカシュガルに入り、1858年9月末にコーカンド・ハン国の保護を受ける。1858年10月から1859年3月までカシュガルに滞在し、現地のアクカサル（領事・徴税官を兼ねた役人）からもてなしを受けた。カシュガルにおいては情報と学術資料の収集に専念し、またシュラーギントヴァイトがカシュガルのホージャ・ワリー・ハンに殺害されたことを知る。ワリハーノフはヤルカンド、ホータンの調査を希望していたが、それらの都市への移動は許されなかった。やがてカシュガルの情勢が悪化すると、ロシアに帰国した。ワリハーノフはカシュガル旅行の成果を『アルティシャフル、すなわちカシュガリアの記述』にまとめ上げ、民族構成、政治組織などの考察を記した。中央アジアへの進出を意図していたロシア政府はワリハーノフの業績に着目し、1860年から1861年にかけてサンクトペテルブルクの参謀本部と外務省アジア局に勤務する。サンクトペテルブルクでは参謀本部軍事学術委員会からの依頼を受けて中央アジアと東トルキスタンの地図を作成する。また地理学者としてカザフスタン、中央アジアの地理・民族誌の資料をまとめ上げ、カール・リッターやチャン＝シャンスキーら知識人と交流を持った。大学の講義に出席して諸外国語を学習し、オムスク時代からのドストエフスキーとの交流も続いた。しかし、1861年春に肺結核に罹ったために帰郷する。
1855年以後、ワリハーノフはカザフ草原東部、キルギスタン東部、カシュガルに、軍務と学術調査を兼ねた旅行を数度行う。1854年にワリハーノフはガスフォルト将軍の副官に任ぜられ、翌1855年にガスフォルトが実施した中央アジア探検に参加する。中央カザフ、セミレチエ、タルバガタイを調査し、カザフの統計、慣習法、古宗教の資料を収集した。1856年にホメントフスキーの調査隊に参加し、イッシク・クル湖近辺で遊牧生活を営むキルギスのブグ族の視察、イッシク・クル湖沿岸部の測量に従事する。同年5月から約2か月間キルギスの間に留まり、彼らの伝承と叙情詩を記録した。7月半ばにロシア政府によってヴェールヌイ要塞（現在のアルマトイ）に召還され、清との交渉役に任ぜられる。ロシア政府の使節としてイリに派遣されたワリハーノフはロシアと清の通商関係を調整し、タルバガタイ条約締結の基盤を固めた。ワリハーノフは約3か月間クルジャに滞在した後、晩秋にオムスクに帰還する。この旅行の中でワリハーノフは中央アジアの民族、特にキルギス（カラ・キルギス）の歴史・言語・地理に関心を抱き、多くの資料を収集する。1857年、ワリハーノフはロシア政府の使節としてイッシク・クル湖近辺に居住するキルギスのブグ族の元に派遣される。この旅行でワリハーノフはキルギスの文化をより深く学ぶことができ、またキルギスの英雄叙事詩『マナス』を採取し、『マナス』のロシア語訳に取り掛かった。同年2月にピョートル・セミョーノフ＝チャン＝シャンスキーらの推薦によって帝立ロシア地理学協会正会員に選出される。
ルーシ、すなわち現在のウクライナ・ベラルーシ・ロシアと東ローマ帝国の関係は、860年に北方の民族ルーシ族がコンスタンティノポリスを襲撃したことによって始まる（ルーシ・ビザンツ戦争 (860年)）。このときにはルーシ側の大敗に終わったが、その後ルーシ（一般にキエフ大公国と呼ばれる）として国力を蓄え、10世紀にコンスタンティノポリスを襲撃した際には、911年に東ローマ帝国と非常に有利な通商条約を結び、945年には「ロース（ルーシ）」という国として承認された。キエフ大公国とキリスト教の関わりは、945年にイーゴリ公妃オリガがコンスタンティノポリスを訪問し、アギア・ソフィア大聖堂で洗礼を受けたとされることに始まる。この頃はまだ、キエフ大公国では北欧神話の神々が崇拝されており、彼女の洗礼も個人的なものにすぎなかったので、しばらくの間は特筆すべき進展はなかった。しかし、980年にウラジーミルが大公に就任すると、彼は国教として正教を選び、国民を強制的に正教会に改宗させた。当時のキエフ大公国は、西ヨーロッパを凌ぐほどの経済的繁栄を享受していたため、東方正教の活動にともなってかなり多くの壮麗な教会堂が建立された。キエフを大都市に拡大した賢公ヤロスラフ1世は、「ヤロスラフの町」と呼ばれた市中心部に聖ソフィア大聖堂、聖イリナ修道院、聖ゲオルギイ修道院、府主教館、黄金門など、明らかにコンスタンティノポリスを意識した建築物を建設し、これによってキエフの建築職人の技量は著しく向上した。建設された教会堂の大部分は木造建築物であったため、今日それを目にすることはできないが、幸いにも最も大きな聖ソフィア大聖堂が現在に残る。聖ソフィア大聖堂は、1040年に完成した巨大建築物であるが、17世紀に大きな損害を被ったために外観はかなり変更されている。平面は、ビザンティン建築では標準的な内接十字型で、これを3重の側廊が取り囲む形式となっている。キエフだけでなく、ルーシでは以後も円蓋式バシリカやスクィンチ型などの形式は全く取り入れられず、内接十字型を採用し続けた。ヤロスラフ1世の死によって、キエフ大公国の権威は次第に低下し、その建築活動も停滞したが、権力の分散は地方都市の発展を促し、ユーリイ・ドルゴルーキイによってスーズダリが、アンドレイ・ボゴリュプスキイによってウラジーミル、モスクワなどが、次第にキエフに代わる都市として成長していった。