По некоторым источникам (воспоминания и письма друзей) , Валиханов в этот период на короткое время съездил в Париж, возможно, с целью публикации своих статей в трудах Географического общества Франции. По другой версии Валиханов ездил в Париж для встречи с издателями оппозиционной самодержавию газеты «Колокол» – Герценом или Огарёвым. Веским аргументом в пользу этого предположения может служить то, что, начиная с 1861 года, на страницах «Колокола» появились статьи о Казахстане, явно написанные Валихановым .
Но влажный петербургский климат пагубно отразился на здоровье Чокана, и он вынужден был вскоре покинуть столицу и вернуться на родину.
Живя в ауле, Чокан находился в постоянном окружении народных поэтов, сказителей, музыкантов, певцов, которые своими песнями, игрой, представлениями не только развлекали его, но и давали ему богатый научный материал. Как ученый-просветитель, он не мог не видеть произвол и насилие, творимые царскими чиновниками , и выставляет свою кандидатуру на пост старшего султана Атбасарского округа.
Намерение Чокана получить ответственную должность в казахском обществе встретило негативный отзыв со стороны омского начальства. Несмотря на то, что он получил большое количество голосов, чем его соперник, областной губернатор отклонил кандидатуру Валиханова. Они боялись, что такой образованный султан-правитель стал бы явлением большой пропагандистской силы, оказывающим влияние на казахов. Именно поэтому то, что произошло с ним на выборах, носило характер показательной расправы. Однако Валиханов, зная об отношении к нему генерал-губернатора, принимает участие в сборе народных мнении о проекте судебной реформы, в мероприятиях правительства по реорганизации местного управления степи, вносит ряд практических предложений и рекомендаций. Основные мысли изложены им в ряде «Записок», поданных на имя властей: «О мусульманствах в степи», «Записка о судебной реформе» и др..
Город Верный был оплотом Российской империи в Семиречье. Но юг современного Казахстана тогда ещё находился под властью Кокандского ханства. Россия продолжила завоевание Западного Туркестана, направив свои войска на эти земли, населенные казахами. Чокан Валиханов принял участие в этом походе. В чине штабс-ротмистра он служил переводчиком при главном командовании, где исполняя служебные обязанности, способствовал установлению дружественных взаимоотношений русских властей с местным населением, а также справедливому решению споров из-за пастбищ между казахами и киргизами и т. д.
Однако расправа войск над мирным населением при взятии крепостей Пишпек и Аулие-Ата в 1864 году так глубоко возмутила Валиханова, что после нескольких горячих споров с полковником Черняевым, не видя иного выхода, подал в отставку и вернулся в Верный.
Однако есть версия, что Азиатский департамент МИД Российской империи перебросил разведчика Валиханова из отряда Черняева к китайской границе в связи с уйгуро-дунганским восстанием в Восточном Туркестане и осложнением политической ситуации в регионе . Версия подтверждается тем, что уже вскоре, в 1871 году, российские войска под командованием генерал-майора Колпаковского захватили Таранчинский султанат .