Ещё будучи учеником реального училища, Пётр Козлов услышал о древних курганах на берегу озера Сапшо в Смоленской области. Тайком от родителей и учителей он убежал посмотреть на эти курганы за 60 вёрст в Слободу. Позже Пётр Козлов стал работать в Слободе конторщиком винокуренного завода. Здесь же была усадьба уже знаменитого в то время исследователя и путешественника — Н. М. Пржевальского. Тот как раз искал в это время себе помощника для новой экспедиции в Тибет. С осени 1892 г. Козлов занимался по специальной программе, готовясь к экспедиции, и знаменитый путешественник принял решение взять в экспедицию именно его.
Это было уже четвёртое путешествие Пржевальского в Центральную Азию, и первое — для Козлова. Целью экспедиции было изучить плато Северного Тибета и прилегающие к нему горные цепи. Двадцатилетний Козлов был назначен вторым помощником начальника экспедиции; первым был В. И. Роборовский. В октябре 1883 г. экспедиция стартовала. Путь пролегал через пустыню Гоби, хребты Тянь-Шаня, озеро Кукунор, к истокам реки Хуанхэ, горным хребтам Кунь-Луня и Тянь-Шаня. Другими словами — через пески и вьюги; мороз, снег и метель, болезни и голод; разреженный воздух и сырость, гололёд и ураганный ветер. За два года пути Козлов перенёс все испытания и стал путешественником, совершив позднее шесть самостоятельных экспедиций в глубь Азии.
Именем учёного и путешественника назван ледник на хребте ТабынБогдо-Ола в Монгольском Алтае. Ценнейшим вкладом учёного в географию региона были открытые им горные хребты, неизвестные реки Монгольского Алтая. Его экспедиция предоставила материалы подробной топографической съёмки местности для составления карт.
Древние курганы на берегу озера Сапшо на Смоленщине и увлечение археологией чудесным образом отразились в судьбе учёного во время его пятого путешествия в Центральную Азию. Путь к развалинам древнего города Хара-Хото ему указал местный князь, подружившийся с путешественником. На пути к цели экспедиция встречала остатки оросительных каналов, развалины укреплений. Когда всадники поднялись на возвышение, то им открылась панорама мёртвого города: городские стены, улицы, дома, но все это было почти полностью засыпано песком. В результате раскопок была обнаружена большая библиотека, состоящая из 2000 книг и рукописей. Среди книг находился словарь языка Си-Ся. С его помощью многие книги и рукописи удалось прочесть. Были найдены прекрасно сохранившиеся картины на бумаге, холсте и шёлке; иконы, а также ковры, ткани, украшения из золота, хозяйственная утварь. Уникальные находки экспедиции имеют мировую известность.