В 1871 году Венюков был прикомандирован к Главному штабу «для ученых работ» и трудился там в течение пяти лет. Михаил Иванович составлял описание русско-азиатских окраин. Одновременно читал публичные лекции в Академии Генерального штаба о современном состоянии военных сил и средств Японии и Китая. В 1871 году Венюков был удостоен золотой медали Русского географического общества, а в 1873-м – избран секретарем этого общества, одного из самых авторитетных научных объединений старой России. По инициативе Венюкова начались работы над составлением этнографической карты Азиатской России.
На II Международном географическом конгрессе, состоявшемся в Париже в 1875 году, Венюков был в составе русской делегации и представлял там карту русских путешествий в Азию. По словам Михаила Ивановича, эта карта наглядно показывала иностранцам «то обширное пространство величайшего материка, которое сделалось достоянием европейской науки благодаря усилиям и трудам длинного ряда русских деятелей».
Другим занятием Венюкова в последние годы жизни на родине была публицистика. С учетом критического склада ума и характера Михаила Ивановича, эта деятельность, поглощавшая немало умственных и нравственных сил, грозила серьезными неприятностями для генерал-майора действительной службы. Тем не менее он много печатался на страницах различных газет и журналов, употребляя «разные обходные приемы, недоговаривания, метафоры и прочее». Последние годы своего пребывания в России Венюков назвал в мемуарах «хорошим временем», отметив, что «в смысле удовлетворения жажды умственной деятельности» он считает этот период «одним из лучших в своей жизни».
На решение Венюкова уйти со службы и покинуть Родину повлияли несколько факторов. У этого выдающегося человека, либерала и демократа по убеждениям, много сделавшего для России, было много причин быть не удовлетворенным своим положением. Вольнодумство и критические высказывания Венюкова, как, впрочем, и зависть к его успехам на поприще науки, создавали вокруг атмосферу недоброжелательности, мало способствовавшую официальному признанию его несомненных заслуг. Вместе с тем чувство собственного достоинства не позволяло Михаилу Ивановичу мириться с неопределенностью своего служебного статуса – генерала, даже не зачисленного, а лишь «прикомандированного» к Главному штабу без каких-либо точных указаний круга обязанностей, но с унизительной необходимостью ежегодного возобновления этого прикомандирования.
В феврале 1876 года он подает прошение об отставке, уже решив покинуть Россию. «Не многим, как мне, – напишет он в воспоминаниях, – приходилось оставлять родину
Венюков уехал из России в 1877 году, отказавшись от положенной ему по выходе в отставку генеральской пенсии. Из Парижа он обратился с письмом к Александру II, где были и такие слова: «Можно лишить меня полученных в течение сорока пяти лет высших отличий, которых суетность мне всегда была совершенно ясна; можно вычеркнуть мое имя из списка русских граждан, но нет силы, которая бы могла исключить меня из числа преданных сынов Русской земли…»
Все двадцать четыре года, прожитые в эмиграции, Венюков оставался русским гражданином-патриотом. Путешествуя по Европе и Турции, Африке и Америке, занимаясь научными изысканиями, став членом географических и топографических обществ Швейцарии, Франции, Англии, он не утрачивал интереса к России, продолжал общаться и переписываться с большим числом соотечественников. «Мне хочется жить в Европе не даром, а изучать ее так же обстоятельно, как двадцать лет изучал Азию. Может быть, от этих занятий будет какая-нибудь польза и другим», – писал он в одном из писем на родину.
Находясь в эмиграции, Венюков издал в русской бесцензурной печати четырехтомный труд «Исторические очерки России со времен Крымской войны до заключения Берлинского договора (1855–1884)» и свои трехтомные мемуары «Из воспоминаний (1832–1884)».
…Скончался он в первый год нового века в одной из парижских больниц, в нищете и одиночестве. Всего тремя краткими некрологами отозвалась на эту смерть его родина.