Бакунин встретил его очень приветливо, снабжал книгами из своей библиотеки, которую купил у декабриста Батенькова. Григорий Николаевич, в ожидании приезда дяди с прииска, прочитал «Космос» и «Картины природы» Гумбольдта. Но обстоятельства барона не поправились; в Томске, в разгаре хлопот, он скоропостижно умер; Потанин начал уже подумывать о путешествии в Петербург пешком, вспомнив Ломоносова. Помог Бакунин, который через своих знакомых добыл Григорию Николаевичу разрешение ехать с караваном золота. В то время в Сибири была только в Барнауле одна печь для переплавки россыпного золота в слитки. Туда привозили золото со всех приисков, переплавляли и отправляли несколько раз в год в Петербург караванами, которые народ называл «серебрянками», потому что раньше подобным же способом отправляли в столицу серебро, добываемое на царских рудниках Алтая. Караван состоял из 17—20 повозок под начальством какого-нибудь чиновника и с конвоем из нескольких солдат. На дне каждой повозки был прикован прочный ящик со слитками золота, поверх которого было место и для пассажиров. Поэтому в караван для большего его многолюдства охотно принимали чиновников, офицеров, учащихся, которым нужно было попасть на Урал, в Пермь, Казань, Москву, Петербург, но которые не имели средств для оплаты длинного пути. В иных караванах каждый возок был занят одним-двумя бесплатными пассажирами.
Караваны отправлялись из Барнаула, куда Потанину и пришлось поехать. В Барнауле он познакомился с алтайскими горными инженерами, один из которых был начальником каравана.
Ехали быстро, днем и ночью. Впереди каравана всегда бежала эстафета, предупреждавшая о заготовке лошадей, которых нанимали у крестьян. Поэтому на станции, где предстояла смена, лошади были готовы, стояли в хомутах возле заборов вдоль улицы. Как только подъезжали возки, ямщики выпрягали уставших лошадей, запрягали свежих, и караван ехал дальше. Только утром, днем и вечером делали остановку на полчаса, для чая и обеда. Возки ехали быстро, частью вскачь, особенно по гладкой Барабинской степи.
Приезд каравана в деревню ночью представлял интересную картину; улица запружена лошадьми и народом, вдоль нее горят костры; беготня, крики, перезванивание колокольчиков, фырканье лошадей. Так ехали до Казани, где пришлось разделить караван на три партии, чтобы брать уже почтовых лошадей. От Казани до Москвы дорога была грязная и избитая, возок нырял из ухаба в ухаб, и Потанин страдал от морской болезни. От Москвы ехали по железной дороге.
В Петербурге Потанин осенью 1859 г. устроился быстро. Бакунин дал ему письмо к своей двоюродной сестре, которая ввела его к профессору Кавелину, а последний познакомил с несколькими студентами, которые помогли Григорию Николаевичу найти квартиру. Ради заработка Григорий Николаевич хотел поступить садовником в Ботанический сад, но П. П. Семенов доставил ему другие занятия.
Потанин поступил в университет на естественное отделение физико-математического факультета и особенно интересовался лекциями по ботанике. В Петербурге он встретил еще нескольких сибиряков-студентов и художников, образовавших кружок, первое сибирское землячество. Заработок Григория Николаевича был небольшой, и жил он очень скромно, сберегая деньги на покупку книг.
С приятелями сибиряками Ядринцевым (впоследствии журналистом и издателем сибирской газеты «Восточное обозрение»), Наумовым (писателем) и своим сожителем Куклиным они обедали вскладчину; обед состоял из вареного картофеля с маслом, ситного хлеба с маслом и тертым зеленым сыром и бутылки кваса. Утром и вечером пили чай с сухарями, которые брали в булочной в долг. Этому питанию соответствовала и вся обстановка, костюм, мебель, утварь.
Потанин спал на кровати без тюфяка, на голых досках, покрытых простыней. Такой образ жизни давал Григорию Николаевичу возможность обходиться скудным заработком, не требовавшим большой затраты энергии. Больше времени оставалось на чтение книг, посещение вместе с друзьями-художниками музеев, выставок, картин и церквей, в которых их интересовали художественно выполненные иконы.
Весной Потанин и его друзья делали экскурсии в окрестности Петербурга. Здесь Григорий Николаевич собирал растения, а художник рисовал пейзажи. Общение с художниками развило кругозор Потанина. Он научился понимать картины, настроение художника, наблюдать в пейзаже оттенки красок, сочетание света и теней, понимать перспективу; все это помогло ему при позднейших путешествиях оценивать своеобразие и красоту картин природы в странах Внутренней Азии.
На лето Григорий Николаевич уезжал из Петербурга. Ему хотелось видеть новые края и новую жизнь. Первое лето он провел в Рязанской губернии в имении своего дяди по матери, Трунина, и познакомился здесь с крепостным правом, доживавшим уже последние дни. Крестьяне открыто говорили о предстоявшем освобождении, о том же вела разговоры интеллигенция, помещики со страхом ожидали будущего. Дядя и тетка были против реформы, но дети сочувствовали ей, и в доме разгорались горячие споры, в которых Потанин принимал участие.