因研究成果突出，他被邀请去苏联莫斯科学习核磁共振新技术，但是彭加木老师主动放弃这次机会，积极地向组织申请赴新疆考察。在这之前，他一共有15次进新疆考察的经验，为改建中国科学院新疆分院贡献不少力量，后任该院副院长。
1964年，彭加木第一次带着团队到罗布泊外围考察，将其附近的水与矿物标本进行研究。研究发现，罗布泊的钾元素含量很高，尤其是其北部的钾盐储量达到2.5亿吨以上，是中国为数不多的超大型钾盐矿，彭老师及团队等人预计罗布泊镇将会取代格尔木成为中国最大的钾盐生产基地。
结合罗布泊在历史上的地位与实际开采价值，经国务院批准，彭加木担任团队顾问，再一次到罗布泊实地考察。并且带着由中日两国电视台组成的《丝绸之路》节目组，一起进行实地拍摄。
有过两次对罗布泊考察经验的彭加木老师，为了揭开罗布泊的奥秘，他坚持要穿越整个罗布泊。于是再次带领一支中国人自己的队伍，进行第三次综合考察。不幸的是，这成为彭老师最后一次考察。
1980年6月5日，由中国人自己组队的研究队，经过28天的跋山涉水，实现了第一次穿越罗布泊的核心地带，全长450公里。他们采集到大量的矿物化石，收集了众多的一手科学考察资料。这些都为我国开发罗布泊提供了前瞻性的准备。
为了再开辟出一条罗布泊的穿越路线，彭加木老师拖着已经身患癌症的虚弱身体，提出利用20多天时间再次返回罗布泊，只为可以给国家开创边疆地区的科研工作献出一份力量。
同月17日上午10时，考察队在库木库都克附近扎营。原本只准备一个月的汽油、水与食物，已经所剩无几。队员们想要给总部发电报求助，用直升机运送物资。起初彭老师不同意，因为出动直升机需要7000元的成本，他不想浪费国家的资产。
但是眼看所剩的物资已经支撑不到明天，彭老师还是决定起草电报，具体说明一下团队的险境情况。第二天早上，指挥部回电表示立刻安排运送物资，并要求探险队原地待命。
