Владимир Афанасьевич никогда не пожалел о своем выборе, поскольку Елизавета Исаакиевна создала в доме идеальную атмосферу для развития и укрепления его дарований и талантов. Обручев имел возможность спокойно заниматься наукой и не решать различных житейских проблем. Елизавета Исаакиевна взяла на себя все домашние хлопоты, да и с воспитанием троих сыновей, впоследствии ставших знаменитыми геологами, успешно справлялась. Она не один раз сопровождала мужа в поездках — была на Лене, на Селенге и в Кяхте. Во время второго путешествия Обручева по Средней Азии Елизавета Исаакиевна была в Тифлисе, а вскоре туда же приехал и Обручев, где и прожил три месяца. За это время он провел несколько экскурсий по Малому Кавказу. Работа Обручева в Закаспийском крае была отмечена золотой и серебряной медалями Русского Географического общества.
Владимир Афанасьевич Обручев с радостью согласился, когда Мушкетов предложил ему занять место геолога в Иркутском горном управлении. Это управление ведало Иркутской и Енисейской губерниями, Якутской и Забайкальской областями, которые занимали не менее трети всей Сибири.
Путешествие из Петербурга в Иркутск было долгим и утомительным, но по прибытии на место Обручевы уютно устроились в небольшом четырехкомнатном домике на Троицкой улице. Горное управление располагалось почти рядом.
В первое время Обручев наводил порядок в коллекциях Горного управления, читал в библиотеке книги о Сибири. По предложению правителя дел Восточно-Сибирского отдела Г.Н. Потанина Обручев определял горные породы из коллекции общества. Уже тогда у него возникла мысль о создании хорошей библиографии по геологии Сибири с изложением краткого содержания и оценкой каждого труда. Эта работа была начата в первые годы знакомства с Сибирью и проводилась в течение многих лет. Обручев закончил библиографию уже под конец жизни, когда стал действительным членом Академии наук СССР.
Весной 1889 года В.А. Обручев начал непосредственно изучать полезные ископаемые и геологию Восточной Сибири. Он осмотрел берега реки Ангары, изучил месторождение бурого угля на реке Оке, побывал на острове Ольхон, где смотрел месторождение ляпис-лазури и слюды.
Владимир Афанасьевич побывал также и на Байкале, который произвел на него сильное впечатление.
Обручев фактически один проводил свои исследования, чаще всего его сопровождали только проводники и люди, смотревшие за лошадьми.
Весной 1892 года Владимир Афанасьевич получил предложение президента Русского Географического общества поучаствовать в экспедиции Г.Н. Потанина в Китай и Тибет. За Обручева опять ходатайствовал Мушкетов.
На сей раз Владимиру Афанасьевичу предстояло ознакомиться с геологией Северного Китая и восточной половины Центральной Азии, включавшей Наньшань. Для исследований был выделен большой район, вплоть до восточной окраины Тибета, где работал Г.Н. Потанин, пройти через Бэйшань и Восточный Тян-Шань, закончив свое путешествие в Кульдже. Путешествие было рассчитано на два года, и Обручеву пришлось отправить жену с двумя маленькими сыновьями в Петербург.
Обручев выехал в Кяхту и там принялся заготавливать снаряжение. По поручению Горного управления Владимир Афанасьевич посетил Ямаровский минеральный источник в долине реки Чикой, где планировалось устроить курорт.
К счастью, на этот раз снаряжение экспедиции было удобным и хорошо укомплектованным. Обручев путешествовал в китайском костюме, дабы не возбуждать любопытства местного населения.
Владимир Афанасьевич Обручев очень страдал от одиночества во время поездок, ведь рядом с ним не было ни одного русского человека, а с китайцами объясняться было весьма трудно, ибо забайкальский казак Цоктоев, сопровождавший Обручева и исполнявший в пути обязанности переводчика и рабочего, знал по-китайски лишь несколько слов.
Несмотря на то что Обручеву приходилось одному выполнять довольно большие объемы работ, путешествие проходило благополучно, без серьезных приключений. Отношения с местным населением тоже сложились нормальные.
Этому путешествию нет равных до сих пор. За два года было пройдено 13 625 км пути; в среднем Обручев делал около 30 км в день пешего или конного маршрута, во время которого им проводилась глазомерная съемка, барометрические замеры высот. Он собирал также образцы горных пород и ежедневно писал дневник. Было выполнено более восьмисот измерений высот, собрано семь тысяч образцов горных пород и отпечатков ископаемых животных и растений. Маршрутной съемкой было покрыто 9500 километров. Русское Географическое общество присудило В.А. Обручеву высшую награду — большую золотую константиновскую медаль и премию им. Н.М. Пржевальского; Парижская академия наук наградила Обручева премией имени П.А. Чихачева.
Вскоре Обручев, благодаря своему большому авторитету, становится во главе геологических изысканий в связи со строительством Великой Сибирской железнодорожной магистрали на Прибайкальском и Забайкальском участках.
В Забайкалье под его руководством были организованы планомерные геологические исследования в южном и юго-восточном Забайкалье.