В 1842 году Н. А. Абрамов перебрался на жительство в северный город Березов и прослужил там семь лет смотрителем уездного училища.
В городке, разбросанном на трех холмах близ Сосьвы, Н. А. Абрамов встречался с интересными людьми. Он беседовал на латыни со знаменитым путешественником и величайшим знатоком угро-финских народов Матиасом Александром Кастреном, первым в мире профессором этнографии, был знаком с казахским султаном Габайдуллой Валиевым, сосланным в Березов за связи с мятежным Кенесары Касымовым и за попытку переметнуться на сторону Мадали, хана кокандского.
Служба в этом городе дала возможность Н. А. Абрамову составить научное описание Березовского края.
В 1849 году Н. А. Абрамов переехал из Березова в Ялуторовск, где в то время жили декабристы, переведенные с каторжных работ на поселение. В 1851–1853 годах Н. А. Абрамов служил в Тюмени, в той же должности смотрителя уездного училища. Оттуда он перебрался в Омск.
В Омске историк познакомился с Е. И. Капустиной, урожденной Менделеевой. Мать ее происходила из рода просвещенных тобольских купцов Корнильевых.
От внимания Н. А. Абрамова едва ли ускользнуло то многозначительное обстоятельство, что основатель рода Корнильевых, согласно семейным преданиям, был выходцем из Восточного Туркестана, принявшим на рубеже XVII–XVIII веков русские обычаи. Это был управляющий имуществом первого губернатора сибирского князя М. П. Гагарина. Потомки Корнильева имели в Тобольске богатое книжное собрание, печатали в собственной типографии журнал «Иртыш, превращающийся в Иппокрену». Старинными корнильевскими книгами и стал пользоваться Н. А. Абрамов, постоянно посещая дом Капустиных на Артиллерийской улице. Там собирались самые образованные, передовые люди того времени: ученые, путешественники, исследователи Западной Сибири.
Генерал-губернатор Г. X. Гасфорд, несмотря на свои причуды, любил оказывать покровительство одаренным людям. Он одобрил абрамовскую записку о состоянии Березовского края и принял историка на службу в Главное правление Западной Сибири на скромную должность столоначальника.
Когда была учреждена Семипалатинская область, Гасфорд назначил Н. А. Абрамова советником нового областного правления, и в 1854 году он переселился в город Семи палат. Именно там он развернул свои недюжинные способности как устроитель и исследователь края и стал собирать данные по истории Семипалатинска.
Уже в 1855 году Н. А. Абрамов присутствовал при раскопках одной из древних гробниц на месте Семи палат. На дне могилы, плотно прикрытой плитой, вытесанной из сланца, лежали диковинные находки: человеческий череп, затейливо расписанный алой, зеленой и желтой красками; череп коровы, тоже украшенный яркими узорами; сосуд с горючей жидкостью; изделия из янтаря, медная кирка и другие предметы. Н. А. Абрамов сделал описание этих находок. Впоследствии о них, вероятно, наслышался Ф. М. Достоевский, собравший в Семипалатинске археологическую коллекцию. Я еще не утратил надежды на то, что она со временем будет найдена.
Н. А. Абрамов приобрел в Семипалатинске небольшой дом, посадил вокруг него деревья, купил пахотную землю в сорока верстах от города. Вскоре он начал поездки по Семиречью.
В 1857 году Н. А. Абрамов посетил славный город Копал, где еще были живы рассказы о недавнем героическом прошлом этой твердыни, основанной у подножия Джунгарского Алатау.
Неизбежны встречи Н. А. Абрамова с основателем Копала, следопытом Джунгарского Алатау, окружным начальником С. М. Абакумовым, который был знаком с Чоканом Валихановым, Петром Семеновым и другими замечательными исследователями.
Прибыв в Копал, Н. А. Абрамов начал производить метеорологические наблюдения и отыскивать следы древних сооружений. Так были описаны древний курган «Могила. Копала» в самом городе, остатки старинной крепости на Биене, изображения на каменных плитах в Арасане, пирамидальная гробница возле речки Кзыл-Каин, в которую заключено изваяние женщины.
Н. А. Абрамову рассказали о грандиозном, казалось бы, немыслимом для древних веков сооружении — рве, следы которого прослеживались от верховьев реки Коры до берегов Или. Чокан Валиханов тоже знал об этом; по мнению Чокана, ров проходил по ущелью Ихлас к реке Или, поворачивал оттуда в сторону Джунгарии и, протянувшись на огромное расстояние, исчезал в ее пределах.
Копальцы рассказали Н. А. Абрамову, что однажды они нашли в земле глиняный сосуд; на дне его сверкал золотой перстень, осыпанный самоцветами, с надписью «Арслан». Перстень мог принадлежать Арслан-хану, властителю карлуков. В свое время Арслан-хан подчинился Чингисхану и в 1218 году сопровождал его в одном из походов. Об Арслановом перстне, найденном в Копале, упоминал также Чокан Валиханов.
Вернувшись в Семипалатинск, Н. А. Абрамов узнал, что в Тобольске начато издание «Тобольских губернских ведомостей». И начиная с 1857 года семипалатинский историк написал для этой газеты много статей, в том числе «Семь палат, давших название Семипалатинску», «Надмогильная пирамида в Киргизской степи» и другие.