Общий результат второй экспедиции установление главнейших черт орографии и гидрографии северо-западной части Центральной Азии. В Очерке путешествия по Монголии и северным провинциям Внутреннего Китая (1883) Певцов дал первую сравнительную характеристику ландшафтов Монгольского и Русского Алтая. На основании маршрутной съемки он составил принципиально новые карты Центральной Азии. Талантливый исследователь был награжден в 1885 году второй из высших наград Русского географического общества медалью Литке. Именем Певцова был назван ледник хребта Монгольский Алтай в истоках реки Канас в Синьцзяне. Правительство наградило его орденом святого Владимира 4-й степени, а спутники Певцова, военные топографы, получили следующие чины. По возвращении из этого путешествия Певцов более семи лет прожил в Омске, где сначала преподавал в гимназии, а затем исполнял должность начальника штаба Округа. Много времени он уделял работе в Западно-Сибирском Отделе Русского географического общества. Певцов ежедневно производил астрономические наблюдения в маленькой обсерватории у своего дома в Кадышевском форштадте. Эти наблюдения позволили ему окончательно разработать получивший мировую известность способ Певцова для определения географической широты по соответственным высотам двух звезд. В 1882-1883 годах Певцов в качестве полномочного комиссара руководил установлением русско-китайской границы на Семипалатинском участке. Под его руководством было покрыто глазомерной съемкой все вновь присоединенное от Китая пространство по рекам Каб и Алкабек площадью около 57 000 квадратных километров. При этом лично Певцов определил географическое положение восьми пунктов. В начале 1887 года Певцов получил назначение на новую должность -- делопроизводителя Азиатской части Главного штаба в Петербурге. В середине августа 1888 года Николай Михайлович Пржевальский выехал из Петербурга в город Каракол (ныне Пржевальск), откуда должна была начаться экспедиция. Незадолго до выхода экспедиции из Каракола Пржевальский, выпив на охоте сырой воды, заразился брюшным тифом и 20 октября 1888 года умер. Необходим был новый руководитель Тибетской экспедиции. В январе 1889 года Военное министерство по представлению председателя Русского географического общества Семенова-Тян-Шанского назначило начальником экспедиции полковника Певцова. В апреле 1889 года Михаил Васильевич прибыл в Каракол к осиротевшей экспедиции и принял над нею начальство. В составе экспедиции были поручик Всеволод Роборовский, подпоручик Петр Козлов, горный инженер геолог Константин Богданович, а также переводчик, препаратор, 12 казаков, два проводника и несколько киргизов-погонщиков.
Караван экспедиции состоял из 88 верблюдов, 22 лошадей, 100 овец для питания и трех сторожевых собак. Пребывание экспедиции за границей было рассчитано на два года. Маршрут, намеченный Пржевальским, и программа исследований Тибета были несколько сокращены; предполагаемый район исследования ограничивался окраинным хребтом Куньлунь от верховьев реки Юрункаш до меридиана озера Лобнор и прилежащей к нему на юге полосы Тибетского нагорья до параллели 35°. Была принята новая методика исследований. Главной задачей экспедиции было исследование горных стран, окаймляющих с севера Тибетское нагорье. Необходимо было изучить также существующие проходы внутрь Тибета, чтобы подготовить почву для будущих исследований на самом Тибетском нагорье. Третье Тибетское путешествие Певцова по Центральной Азии началось 13 мая 1889 года. Экспедиция успешно выполнила свою задачу и вернулась в Россию раньше намеченнного срока в январе 1891 года. Эта экспедиция была крупнейшей в жизни Певцова. Певцов сообщает много интересных сведений об Яркендском оазисе. 22 октября экспедиция достигла маленького городка Ния, важного по своему положению в узле нескольких караванных троп в центральном Тибете. В этом городке экспедиция провела пять зимних месяцев, в течение которых Певцов производил магнитные, астрономические и метеорологические наблюдения. Впоследствии он напишет работу Климат Кашгарии (Восточного Туркестана) единственный в свое время труд по климатологии Центральной Азии, не потерявший значения и до наших дней. В Нии Певцов написал обстоятельный этнографический очерк Кашгарии. У Певцова были самые дружелюбные отношения с туземцами. В конце августа Михаил Васильевич готовился покинуть урочище Тохта-хон северный отрог Куньлуня, находящееся в горах на высоте 3036 метров, где экспедиция пробыла полтора месяца, пережидая жару и давая отдых верблюдам. В благодарность за гостеприимство Певцов пригласил на прощальный обед кашгарских пастухов обитателей соседних хижин. После угощения приглашенных обедом, чаем и лакомствами в честь них был устроен фейерверк, который сопровождался стрельбой из маленькой пушки. Такой прием привел наших простодушных гостей, пишет Певцов, в полный восторг. После фейерверка, когда они собрались расходиться по домам, я подошел к ним и, поблагодарив за дружеское к нам расположение и оказанные услуги, пожелал им счастливой жизни, умножения стад и просил о сохранении доброй памяти о нас. Они отвечали, что не только сами до конца своих дней будут вспоминать нас добром, но передадут эти отрадные воспоминания и детям.
Затем мы горячо простились с добродушными бедняками, мысленно пожелав им лучшей доли в будущем . В селении Мандалык старшина таглыков, прощаясь с Певцовым, заявил: В течение всей моей жизни никто не помог мне столько как вы, таксыр (господин)! Да вознаградит вас аллах и приведет невредимым в родную страну . Кстати сказать, в Кашгарии Певцов обнаружил остатки рабства, которое сохранилось, несмотря на строгое запрещение работорговли, так как рабовладельцам разрешалось держать ранее приобретенных рабов. Во время экспедиции Певцова в Кашгарии насчитывалось около 1000 рабов в большинстве своем пленников, захваченных в прежние годы в Канджуте, Бадахшане, Гильгите и Читрале. Певцов приводит в своем описании даже существовавшие цены на рабов в зависимости от возраста: мужчины от 90 до 180 рублей, женщины от 140 до 270 рублей. Из Каракасая экспедиция направилась в совершенно неизученный район озера Даши-куль. На берегу этого горько-соленого озера, расположенного на щебнистой равнине, был разбит лагерь. На озере участники экспедиции провели пять дней; надо было дать отдых сильно утомленным животным, которые прошли большой путь, поднявшись на высоту 1277 метров над Карасаем. В начале сентября, простившись с таглыками и щедро одарив их, экспедиция тронулась по направлению к озеру Лобнор. Береговая линия этого озера достигает 250 километров. Здесь была определена абсолютная высота поверхности озера, которая оказалась равной 807 метров. Любопытно отметить, что у берегов Лобнора Певцов узнал из расспросов местных жителей, что в 1858 году из города Курли по долине Яркенд-дарьи проезжал в сопровождении проводника-киргиза русский человек по имени Иван, отличавшийся необычно высоким ростом, атлетическим сложением и необыкновенной силой. В 1859 году в эти места пришли уже восемь семей русских староверов, которые прожили здесь около двух лет, занимаясь земледелием, рыбной ловлей и охотой, пока приехавший из Турфана китайский чиновник не уговорил их уйти на север, что они и сделали, погрузив свой скарб на лошадей. По пути эти семьи прожили еще несколько месяцев в Курли. Чтобы вернуться из Тибета в Зайсан, экспедиции предстояло пройти около 2000 километров. Такой длинный путь позволил произвести ценные наблюдения и собрать много интересных сведений, значительно обогативших нашу отечественную науку. Путь в 650 километров из Урумчи до Зайсана описан Певцовым впервые; он же первый определил здесь ряд астрономических пунктов. Астрономические наблюдения и съемка вдоль маршрута выполнялись Певцовым и его спутниками в сорокаградусный мороз при сильных северных ветрах и песчаных буранах.
3 января 1891 года двухгодичное путешествие Певцова завершилось в Зайсане. Результаты последней экспедиции Певцова, описанные в работе Труды Тибетской экспедиции 1889 1890 гг.. (1892-1897), были очень велики: установлены границы и размеры пустыни Такла-Макан; исследована горная система Куньлунь и впервые составлена (Богдановичем) схематическая карта всего Куньлуня; открыто высокое плато Северо-Западного Тибета и выяснены его приблизительные размеры; завершено открытие хребтов Русского, Пржевальского, Алтынтага и межгорной котловины Культала; открыт ряд новых хребтов; дана характеристика рельефа и гидрографии западной части Центральной Азии; очень продвинулось вперед разрешение загадки Лобнора . За эту экспедицию Певцов был удостоен высшей награды Русского географического общества Константиновской медали. Кроме того, в апреле 1891 года он был избран почетным членом-корреспондентом Лондонского королевского географического общества, награжден орденом святого Владимира 3-й степени, 30 августа 1891 года произведен в генерал-майоры и назначен в число четырех генералов, состоявших при начальнике Главного Штаба, а также получил пожизненную пенсию 500 рублей в год. Тибетская экспедиция была последней в жизни Певцова. Оставшиеся годы он провел в Петербурге. По окончании обработки материалов Тибетской экспедиции он работал в Генеральном штабе. Знаменитый путешественник плохо переносил петербургский климат и часто болел. Все свое свободное время Михаил Васильевич посвящает занятиям любимыми науками: геодезией, географией и астрономией, и, несмотря на то, что плохое здоровье не позволило ему полностью отдаться научным занятиям, он после издания отчета о трудах Тибетской экспедиции написал ряд работ. На тех, кто мало знал Михаила Васильевича Певцова, он производил суровое впечатление. На самом же деле, как вспоминает о нем участник Тибетской экспедиции замечательный русский путешественник П. К. Козлов, это был гуманный и добрый человек, охотно приходивший на помощь ко всем, кто обращался к нему за каким бы то ни было содействием, лишь бы последнее не превышало его средств и сил. Болезнь надломила силы замечательного русского исследователя, и 25 февраля 1902 года в 9 часов утра Михаил Васильевич скончался на руках своей жены. О роли Михаила Васильевича Певцова в исследовании Азии хорошо сказал академик В. А. Обручев: Когда будет написана история географических открытий и исследований во Внутренней Азии во второй половине XIX века, на ее страницах займут почетное место и будут поставлены рядом имена трех русских путешественников Г. Н. Потанина, Н. М. Пржевальского и М. В. Певцова...
Если нанести маршруты всех троих на одну и ту же карту, мы увидим, что Внутренняя Азия будет искрещена ими в разных частях и в разных направлениях, и не останется ни одной страны, кроме южной половины Тибета, где бы ни пролегал маршрут хотя бы одного из них. Их путевые отчеты то являются единственными для данной местности, то дополняют друг друга... Трудно даже решить вопрос, кто из них сделал больше другого, кому отвести первое место, кому второе, кому третье как исследователям Внутренней Азии... .