Русское географическое общество, получив сообщение об открытии мертвого города и о сделанных в нем находках, в ответном письме предложило Козлову отменить намеченный маршрут и вернуться в Хара-Хото для новых раскопок. Петр Кузьмич, следуя предписанию, повернул к мертвому городу. Но пока письма шли в Петербург и обратно, экспедиция успела совершить большой переход по Алашаньской пустыне, подняться к альпийскому озеру Кукунор, пройти на нагорье северо-восточного Тибета, где русским путешественникам пришлось отбиваться от разбойников, которыми руководил один из местных князьков.
В этих краях, в большом монастыре Бумбум, Козлов встретился - уже во второй раз - с духовным владыкой всего Тибета - далай-ламой Агван-Лобсан-Тубдань Джамцо.
Далай-лама, человек осторожный и недоверчивый, остерегавшийся иностранцев как самого великого зла, проникся к Козлову полным доверием, проводил много времени с ним в беседах, а на прощание подарил два замечательных скульптурных изображения Будды, одно из которых было осыпано алмазами, и вдобавок пригласил в Лхасу. Последнее Козлову было ценнее всего. Сколько европейских исследователей мечтало и стремилось в ней побывать - и напрасно!
Весь обратный путь до Хара-Хото, длиной почти в 600 верст, экспедиция прошла очень быстро - всего за девятнадцать дней - и в конце мая 1909 года разбила лагерь за стенами мертвого города. После русской экспедиции на раскопках никто не успел побывать. Поднявшись на стены древнего города-крепости высотой свыше 10 метров, Козлов увидел запасы гальки, заготовленные жителями для обороны. Они надеялись камнями отбиться от нападавших...
Вести раскопки приходилось в трудных условиях Земля под солнцем раскалялась до шестидесяти градусов, горячий воздух, струившийся от ее поверхности, увлекал за собой пыль и песок, против воли проникавшие в легкие.
На сей раз, однако, интересных находок было немного. Домашняя утварь, малоинтересные бумаги, по-прежнему попадались металлические и бумажные деньги... Наконец был вскрыт большой субурган, расположенный неподалеку от крепости на берегу сухого русла. Редкая удача! Найдена целая библиотека - около двух тысяч книг, свитки, рукописи, более 300 образцов тангутской живописи, красочной, выполненной на толстом холсте и на тонкой шелковой ткани; металлические и деревянные статуэтки, клише, модели субурганов, сделанные удивительно тщательно. И все находилось в прекрасной сохранности' А на пьедестале субургана, обратившись к его середине, стояло около двух десятков больших - в рост человека - глиняных статуй, перед которыми, будто перед ламами, отправляющими богослужение, лежали огромные книги. Они были написаны на языке си-ся, но среди них - книги на китайском, тибетском, маньчжурском, монгольском, турецком, арабском языке, попадались и такие, язык которых ни Козлов, ни один из его людей так и не смогли определить. Только спустя несколько лет удалось выяснить, что это - тангутский язык.
Язык си-ся - язык ушедшего в прошлое народа - наверняка остался бы для науки неразгаданной тайной, если бы не словарь си-ся, найденный здесь же.
Весной 1909 года Козлов прибыл в Ланьчжоу, а оттуда прежним маршрутом вернулся в Кяхту, завершив свое выдающееся археологическое путешествие в середине 1909 года.
После этой экспедиции Козлов, произведенный в полковники, два года работал над материалами о Хара-Хото и находками. Итогом стала работа "Монголия и Амдо и мертвый город Хара-Хото", опубликованная в 1923 году. Он много выступал с докладами, лекциями, писал статьи в газеты и научные журналы. Открытие мертвого города сделало его знаменитостью. Английское и Итальянское географические общества присудили путешественнику большие золотые королевские медали, чуть позже одну из своих почетных премий присудила Французская академия. В России он получил все высшие географические награды и был избран почетным членом Географического общества. Но Козлов признавался:
Когда Россия вступила в Первую мировую войну, полковник Козлов попросил направить его в действующую армию. Ему отказали и откомандировали в Иркутск начальником экспедиции по срочной заготовке скота для действующей армии.
В 1922 году советское правительство приняло решение об экспедиции в Центральную Азию. Во главе экспедиции был назначен Петр Кузьмич Козлов.
Ему шестьдесят лет, но он по-прежнему полон сил, энергии. Вместе с ним отправилась в путь жена Петра Кузьмича - Елизавета Владимировна, орнитолог и его ученица.