Перевал оказался не из легких, лошади постоянно скользили и оступались. Две навьюченные лошади скатились вниз метров на 40 по обледеневшему снегу.
Лошадей и вьюки удалось поднять на тропу - пропало только одно вьючное седло. Спускаться было легче, и 2 июня супруги Федченко уже въезжали в 06-бурдон, где расположился на отдых экспедиционный отряд генерала Абрамова.
С большим вниманием выслушал Федченко информацию о работах полковника Деннета, прошедшего вверх по леднику и поднявшегося на перевал Матча-Ходжент, и топографа Августа Скасси, который нанес на карту все верхнее течение реки Зеравшан и точные контуры двух широтных хребтов, "сжимающих" Зеравшан, - Туркестанского и Зеравшанского.
Через три дня экспедиция двинулась вниз по долине реки Матчи (Верхнего Зеравшана) к Варзиминору (ныне город Айни).
От Варзиминора экспедиция долиной реки Фандарьи (левого притока Зеравшана) направилась к озеру Искандеркуль.
Дорога в теснинах Фандарьи в те годы лепилась по узким карнизам и висячим мостикам - "оврингам", свисающим над самой рекой Путешественники особенно запомнили такой "балкон" длиной в 60 шагов перед мостом Булимулла. Мост этот незадолго до прихода отряда был умышленно разрушен местными жителями. Но, видимо испугавшись возмездия, жители сами же и восстановили его.
Повернули в долину Джиджикдарьи (ныне Искандер-дарья). Река вытекала из озера Искандеркуль. Небольшие размеры озера несколько разочаровали путешественников - по рассказам очевидцев оно представлялось им значительно большим.
19 июня отряд направился вверх по Фандарье и Ягнобдарье, дойдя до селения Анзоб. На Ягнобе путешественники встретились с людьми, говорящими не на таджикском, а на каком-то особом, непонятном языке. Трех ягнобцев с разрешения генерала Абрамова лингвист Кун пригласил с собой в Самарканд. Там он записал ряд ягнобских слов и все то, что они смогли поведать о происхождении ягнобцев (потомков древних согдийцев).
22 июня экспедиция двинулась в обратный путь. Сначала думали возвращаться в Самарканд другой дорогой. Однако в реке поднялась вода и затопила тропу. Пришлось идти прежним путем - через три перевала.
25 июня экспедиция достигла Кули-Калонских озер. Враждебно настроенные кштутцы, воспользовавшись тем, что отряд Абрамова вошел в котловину и очутился в природной "ловушке", решили напасть на него. Большие орды преградили путешественникам выход из котловины. Об этом эпизоде в отчете Федченко имеется одна лишь фраза: "Отряду пришлось силой пролагать себе путь из этой котловины (загроможденной огромными каменьями, между которыми рос довольно густой можжевеловый лес), так как кштутцы заняли теснину, по которой идет дорожка". Однако в очерке Д Л. Иванова, участника этой экспедиции, подчеркивается, что произошло настоящее короткое сражение. Не выдержав напора русских, кштутцы разбежались. Путь к Пенджикенту был открыт.
В Пенджикенте Федченко задержался на два дня, пытаясь пробраться в горы, в места, где растет сумбул. Но сделать это ему не удалось столкновение с кштутцами взволновало всех жителей соседнего магианского бекства. Лишь позднее, уже в Самарканде, Федченко получил от пенджикентского муллы Карима 50 корней сумбула.
Поход к истокам Зеравшана позволил Федченко обогатить свои коллекции многими новыми образцами. Так, среди собранных насекомых более 500 видов никогда прежде не встречались ученым. Новыми оказались для него и 3/4 ботанических сборов (всего было собрано 400 видов растений).
30 июня 1870 года супруги Федченко возвратились в Самарканд и занялись приведением в порядок собранных в походе материалов.
В конце апреля 1871 года Федченко отправился в Кызылкум. Перебравшись на левый берег Сырдарьи, он, прежде всего, убедился, что песчаная пустыня отделена от сырдарьинской пойменной долины довольно широкой полосой степи. Существование степи на левом берегу Сырдарьи явилось для него неожиданностью. Это было настоящим географическим открытием.
Голодная степь, самаркандская котловина, верхняя часть Зеравшанской долины, горы Кухистана и, наконец, пустыня Кызылкум - районы, охваченные исследованиями Федченко. Но сильнее всего Федченко-географа влекли горы на юго-востоке обширной страны, которые все еще оставались не посещенными европейцами. На картах изображались горные хребты, в существовании которых уже возникали сомнения 20 мая 1871 года Федченко возвратился в Ташкент из месячной поездки по Кызылкуму, а 1 июня уже снова был в пути, направляясь в Кокандское ханство, в страну Алай, и втайне мечтая попасть также "на Памирскую высь".
Десять дней в Ташкенте пролетели незаметно. Написав очерк о поездке в Кызылкум, Федченко готовился к новому путешествию. Сборы оказались нелегкими.
Маршрут был составлен на основании докладной записки Федченко (от 12 апреля 1871 года), в которой он излагал свой "приблизительный маршрут".
О том, как проходило это интереснейшее путешествие, Федченко рассказал в книге "Путешествие в Туркестан", в главе "В Кокандском ханстве", опубликованной в 1875 году.
Первым крупным городом на пути ученого был Ходжент. Условия, в которых Федченко и его спутники путешествовали по Кокандскому ханству, сильно отличались от тех, в которых ученый проводил свои исследования в бассейне Зеравшана. Если по Зеравшанскому округу Федченко двигался либо с военно-экспедиционным отрядом, либо с большим эскортом, то на этот раз русские путешественники являлись гостями Худояр-хана, и их сопровождало лишь небольшое число вооруженных кокандцев. Сами же исследователи имели при себе только "два охотничьих ружья с зарядами дроби для птиц, у препаратора и стрелка - два револьвера". При таком "запасе оружия, - вспоминал Федченко, -в случае самого пустого нападения мы не могли бы ничего сделать". Маршруты их экскурсий всецело зависели от благоволения кокандских властей.
При личном свидании с ханом в Коканде Худояру было прочитано письмо Кауфмана. Худояр кивнул головой, бросил одно лишь слово "яхши!" и приказал облечь ученого гостя в жалованный шелковый халат. "Как ни курьезно казалось мне проезжать верхом, в разноцветном халате поверх фрака и с белой дорожной шляпой на голове, - вспоминал позднее Федченко, -но я выдержал характер до конца и ни разу не рассмеялся во весь длинный путь через кокандский базар". Ученый понимал, что необходимо наглядно продемонстрировать перед местным населением расположение хана к русским путешественникам. А что может быть "нагляднее расписанного золотом халата?"
Спустя три дня после приема Федченко последовало открытое предписание Худояра ханским чиновникам об оказании содействия экспедиции.
К горам Памира, которые так неодолимо влекли Федченко, удобнее всего было пройти восточнее Коканда. Федченко это знал. Однако сначала он отправился к Исфаре. Так было указано в его маршруте. Ученый не решился изменить список "мест", подлежащих посещению, во избежание конфликта с ханской администрацией.
Итак, Федченко двинулся в бассейн Исфары. Впрочем, об этом путешественник не пожалел: в истоках Исфары ему удалось сделать крупное географическое открытие. 23 июня он ступил на ледник, который в дальнейшем тщательно обследовал и план которого составил совместно с женой. Помимо этого, Ольга Федченко сделала превосходный рисунок ледника. Федченко дал леднику имя своего учителя - Щуровского.
Спустившись с ледника к селению Ворух, путешественники двинулись на восток, направляясь кратчайшим путем через Карабулак в бассейн Соха. В Сохе Федченко получил от местных жителей ряд интересных сведений о притоках Соха и о путях в Каратегин. Однако "караул-беги" (начальник) кокандского конвоя, сопровождавшего путешественников, наотрез отказался идти вверх по Соху к возможным ледникам и перевалам, ссылаясь на возможность нападения каратегинских повстанцев и трудности горных дорог. Поэтому путешественники двинулись от Соха к востоку по Хайдерканской лощине и, преодолев невысокий перевал, к ночи были в Охне. На следующий день они достигли кишлака Шахимардан.
Отсюда Федченко предпринял попытку пробраться к югу через Алайский хребет. Но и на этот раз караул-беги помешал осуществлению плана: в истоках Аксу он попросту обманул путешественников, свернув умышленно с тропы, ведшей на перевал Кары-Казык. И все же ученый добился своего. Выйдя из Учкургана и направляясь по долине реки Исфайрамсай, Федченко поднялся на заветный гребень Алайского хребта.
Перед глазами путешественника засверкал снегами впервые открытый им грандиозный хребет, служивший "северной границей Памирской выси". Федченко по праву первооткрывателя назвал этот хребет Заалайским, а величайшую его вершину (7134 метра), увиденную ученым еще с перевала Тенгиз-бай, - именем Кауфмана (ныне пик Ленина).
С перевала путешественники спустились в Алайскую долину. По дороге наблюдали любопытную речку, воды которой имели красноватый оттенок. Они назвали ее Кызылсу (в переводе с киргизского - "красная вода"). Ниже по течению эту реку таджики называют Сурхоб (что также означает "красная вода").
Федченко понял, что, перевалив Алайский хребет, путешественники оказались на берегах одного из истоков Амударьи.
На берегу Кызылсу разбили лагерь. Прямо на юг от лагеря отчетливо просматривалось ущелье реки Алтынин-дара. Это был путь к "крыше мира".
Маршрут вдоль северных склонов Алая позволил ему сделать вывод о принадлежности гор бассейна Зеравшана к Тянь-Шаню (ныне их относят к Гиссаро-Алайской системе).
Федченко собрал богатую зоологическую, главным образом энтомологическую, коллекцию и установил общность форм животного и растительного мира Памиро-Алая, нагорной Центральной Азии и Гималаев.
К сожалению, Федченко успел описать только первую часть своего последнего путешествия по Кокандскому ханству. Об обратном пути экспедиции можно судить лишь по проспекту недописанной им книги "В Кокандском ханстве".
В первых числах ноября 1872 года супруги Федченко были уже в Москве. Обработка коллекции, доклады, сообщения и статьи в различных органах печати о результатах второго путешествия в Туркестан - все это отнимало массу времени. Итоги экспедиции оказались настолько значительными, что привлекали внимание многих научных обществ.