Война с Японией завершилась поражением России, обострив все проблемы самодержавия и отсталости. В своих мемуарах через сорок пять лет после окончания своей первой войны Маннергейм с сожалением отметил, что в 1905 году император Николай II отказался от ранее принятого решения отречься от престола в пользу своего брата великого князя Михаила. Бывший президент Финляндии дополнил: «Остается только гадать, что могло произойти в будущем, если бы император освободился от непосильной для него ноши. Двенадцать лет спустя Николай II сделал это, но — слишком поздно». Это еще раз подчеркивает, что царский кавалергард Маннергейм на склоне лет жалел об исчезновении Российской империи.
В начале марта 1906 года Маннергейм, дослужившийся до полковника, получил от Генштаба России поручение выехать в научную и разведывательную экспедицию по Центральной Азии. Главная цель экспедиции состояла в том, чтобы выяснить результаты политики реформ, проводившейся в Китае после разгрома боксерского восстания, ее влияние на граничившие с Россией области. Предстояло, кроме того, начертить карты дорог, по которым отряд будет продвигаться, изучить их возможное военное значение. Военная рекогносцировка и шпионская деятельность камуфлировались под научную работу. Предполагалось полностью сохранить в тайне принадлежность Маннергейма к русской армии, представив его шведским поданным, который принимает участие в крупной исследовательской экспедиции французов. Проделав верхом путь протяженностью 3 тыс. км, до самого Пекина, лжеученый в тяжелейших условиях не только выполнил задание, но и увлекся научной деятельностью. В Пекине Маннергейму довелось встретиться с генералом Корниловым, в то время работавшем в Китае военным атташе. По случайному совпадению именно Корнилов двумя годами ранее в Ташкенте отправлял Маннергейма в экспедицию. С ним Маннергейму доведется встретиться и позднее, в 1917 г., в то время барон также будет в числе генералов, не принявших революцию. Надо сказать, что Маннергейм был лично знаком не только с Корниловым, но практически со всеми лидерами Белого движения.
В свой дневник о путешествии по Азии Маннергейм заносил то, что он видел и чувствовал, наблюдал и переживал непосредственно, не опираясь на предрассудки и шаблоны. Его наблюдения, записки, карты, фотографии (а их было сделано более полутора тысяч), измерения, скопированные наскальные рисунки, собранные старинные рукописи, книги сделали бы честь любому исследователю, потому что в них содержались сведения по географии, истории, этнографии, антропологии, культуре и другим наукам. Например, отрывок текста на одном из древних североиранских наречий обошел все университеты европейских стран, а буддийский текст, написанный квадратным монгольским письмом XIII — середины XVI вв., так и остался уникальным.
Маннергейм пытался учить китайский. Кроме переводчика он нанял еще одного китайца, чтобы иметь возможность тренироваться в языке (кроме родного шведского Маннергейм владел английским, французским, русским, финским и немецким). Из Пекина Маннергейм выезжал всего раз на встречу с Далай-ламой, который жил в Китае на правах пленника под постоянным присмотром. «Далай-лама показался мне живым и умным человеком, сильным духовно и физически», — писал барон. Его святейшество сразу же поинтересовался, не привез ли Маннергейм ему какого-нибудь послания, вероятно, он ждал известий от царя или правительства России. Но у барона не было с собой ничего, даже подарка для далай-ламы, и он отдал свой пистолет. В воспоминаниях Маннергейм, комментируя этот эпизод записал: «Времена такие, что даже святому человеку чаще требуется пистолет, чем молитва». В своих мемуарах барон, испытывавший симпатию к Далай-ламе, впоследствии с удовлетворением отмечал, что тому удалось вернуться в Тибет и, воспользовавшись ослаблением великих держав, создать независимое государство.
Результаты этой экспедиции были впечатляющими: на карту было нанесено все 3087 км пути, составлено военно-топографическое описание района Кашгар — Турфан, исследована река Таушкан-Дарья, дано описание города Ланьчжоу как возможной будущей российской военной базы в Китае. К тому же экспедиция Маннергейма привезла с собой в Россию различные артефакты и старинные манускрипты, составила фонетический словарь языков народностей, проживающих в северном Китае, провела антропометрические измерения малоизвестных племен и народностей и привезла с собой 1353 фотоснимка и множество дневниковых записей. Маннергейм проехал верхом около 14000 км. По итогам «азиатского похода» Маннергейма приняли в почетные члены Русского географического общества.
Доклад об этой экспедиции Маннергейм представил лично царю, которого очень заинтересовали приключения барона. Аудиенция, данная в Царскосельском дворце, длилась вместо запланированных 20 минут — 1 ч 20 минут. В награду Маннергейм получил чин генерал-майора и полк под Варшавой. Он очень гордился своей научной работой, и отчет о ней окончательно оформил в 1940 г.
