2. Ғалым және қайраткер ретінде қалыптасуы. Кадет корпусын бітіргеннен кейін жас хорунжий Г. Н. Потанин Семейге әскери қызметке жіберілді. Әскери қызметте жүріп, ол Қазақстанның бірқатар өңірлеріне Қапал, Верный, Алтайға саяхат жасады. Кейін Омбы қаласына оралып мұрағатта біраз уақыт қызмет етеді. Мұрағаттан Қазақстан мен Жоңғария, Сібір тарихы жөнінде қызықты деректер табады. Мұрағаттағы қызметі барысына Г. Потанин орыстың әйгілі географы және саяхатшысы П. П. Семенов-Тян-Шанскиймен танысады. П. П. Семенов-Тян-Шанский Омбы арқылы саяхатқа бара жатқан болатын. Әйгілі географтың кеңесімен ол әскери қызметтен өз еркімен босап, 1859 жылы Санкт-Петербург университетінің физика-математика факультетіне оқуға түседі.
Бұл жерде ол Сібір студенттерінің үйірмесіне қатысады. Алғашында Сібір өлкесін зерттеу үшін құрылған студенттер үйірмесі, кейін саяси мәселелермен де айналыса бастайды. Олар Ресейде демократиялық реформалар жүргізу талабын қоя бастады. 1861 жылы студенттік толқуларға белсене қатысқаны үшін тұтқындалып, Сібірге жер аударылады.
Ғылыми және оқытушылық қызметі. Қазақстан тақырыбы қайда жүрмесін, әрдайым Г. Потаниннің назарында еді. Ол өзінің ұзақ ғұмырында туған жері туралы көптеген мақалалар жазды. Мақалаларында Ертіс өңірі орыс, казак тұрғындарының өмір тіршілігіне, қазақ-орыс қарым-қатынасына, қазақ халқының тұрмысы мен мәдениетіне жан-жақты сипаттама берді.
1862 жылы Орал өлкесін зерттеуге өзінің жеке дербес ғылыми экспедициясын ұйымдастырды. Келер жылы Зайсан экспедициясына қатысты. Өңірдің географиясы мен шаруашылығы, тұрмысын зерттеумен қатар, ол бай гербарий жиынтығын жинап алды. Экспедиция барысында Г. Потанин жергілікті қазақтардың мал бағу дәстүрі, тұрмысы мен жұмбақ, ертегі, эпостары, мақал-мәтелдері, әндері мен фольклоры жайлы құнды деректерге қол жеткізді.
Экспедиция жұмысынан кейін, біраз уақыт Г. Потанин Омбы генерал-губернаторлығында татар және қазақ тілдерін орыс тіліне аудармашы болып қызмет етті. Томск қаласының статистикалық комитетінде хатшының да міндетін атқарды. Бұл жерде ол Орыс географиялық қоғамы Шығыс Сібір бөлімшесін басқарды. Қартайған шағында Г. Потанин «Сібірді зерттеу және тұрғындарының тұрмысын жақсарту қоғамын» құрды.
XIX ғасырдың 70-90-жылдары ол Сібір, Қазақстан және Орталық Азияның аз зерттелген аймақтарына саяхат жасады. Аталмыш аумақтың тарихы, этнографиясы, географиясы мен флорасы, экономикасы жайлы құнды материалдар жинастырды. Алаш зиялылары Ә. Бөкейхан мен Ә. Ермековтердің көмегімен Қарқаралы уезіндегі қазақ ауылдарын аралады. Біраз уақыт Томскіде ерлер және әйелдер гимназиясында тарихтан да сабақ берді.
