Однако его влекли земли, где вообще не ступала нога белого человека. Миклухо-Маклай решил посетить Новую Гвинею, остров, который в те времена был наименее изучен. Он отправился туда в октябре 1870 года из Кронштадта на корвете «Витязь». Вскоре он сошел на покрытый густыми лесами берег в бухте Астролябия. Это был район, населенный воинственными папуасами, с губительным климатом текущая по соседству река называлась «Река ужасов». Жители деревень говорили на разных языках и не понимали друг друга там было около 800 языков! Петербуржец как будто очутился в каменном веке, местные жители не умели даже разводить огонь и повсюду таскали за собой тлеющие бревна. Как только Миклухо-Маклай сошел на берег, его окружила воинственная толпа раскрашенных дикарей, с дикими криками потрясающая копьями. Однако путешественник спокойно опустился на песок, снял ботинки, положил их под голову и улегся спать! Когда он проснулся, пораженные бесстрашием приезжего дикари приветствовали его криками восторга.
Вскоре гость из России стал их лучшим другом. Миклухо-Маклай помогал папуасам в охоте, лечил, научил выращивать новые плоды, освоил их язык. Он даже добился прекращения междоусобных войн между дикими племенами. За это аборигены стали уважительно называть его Тамо-рус русский человек. А потом прозвали Караан-тамо человек с Луны. Однажды ночью мимо берега, где стояла хижина Маклая, шли две пироги. Путешественник решил приветствовать их огнем фейерверка. Папуасы испугались яркого огня в небе и стали говорить, что Тамо-рус пустил в небо Луну.
Поселившись в Новой Гвинее, Миклухо-Маклай проводил этнографические исследования, изучал быт, обычаи, религиозные обряды папуасов. Он был убежден, что аборигены вовсе не люди «второго сорта», как считали тогда многие ученые в Европе, а такие же, как и мы, только стоящие пока на низкой ступени развития. По мнению русского ученого, культурные и расовые признаки многих народов обусловлены природной и социальной средой.
Для своих опытов и сбора материалов ему иногда приходилось прибегать к хитростям. Ученому, например, было важно собрать образцы волос папуасов. Однако отрезать пучок волос считалось у дикарей страшным оскорблением. Тогда Миклухо-Маклай отрезал пучок волос у самого себя и предложил дикарям меняться. И это им понравилось: папуасы сами стали отрезать у себя волосы и охотно приносить путешественнику.
Миклухо-Маклай был страстным защитником колониальных народов, возмущался, как жестоко обращались с ними колониальные войска Германии, которым тогда принадлежала Новая Гвинея. Он видел, как вслед за появлением на островах торговцев из Европы среди папуасов распространяются пьянство и болезни, и выступал с горячими призывами помогать аборигенам. Можно сказать, что именно Миклухо-Маклай был одним из первых пропагандистов толерантности, о которой так много говорят сегодня. Папуасы так полюбили доброго русского, что, когда за ним пришел военный корвет «Изумруд», уговаривали остаться, предлагали новый дом и любую девушку в жены.
Лев Толстой, восхищенный его научным подвигом, писал Миклухо-Маклаю: «Мне хочется сказать вам следующее: если ваши коллекции очень важны, важнее всего, что собрано до сих пор во всем мире, то и в этом случае все коллекции ваши и все наблюдения научные ничто в сравнении с тем наблюдением о свойствах человека, которые вы сделали, поселившись среди диких и войдя в общение с ними и воздействуя на них одним разумом Ваш опыт общения с дикими составит эпоху в той науке, которой я служу, в науке о том, как жить людям друг с другом».
Однако жизнь в джунглях была нелегкой. Чтобы поправить здоровье, Миклухо-Маклай ездил в Австралию, где его хорошо принимали как потомка старинного шотландского рода. Когда ему было 38 лет, путешественник женился на дочери австралийского губернатора Маргарет, которая родила ему двух сыновей. Вернувшись на родину, Маклай выдвинул проект «Берега Маклая» план строительства на восточном побережье Новой Гвинеи морской станции и русского поселения. Предложил программу экономических и социальных преобразований жизни островитян. Ему удалось добиться аудиенции у самого императора, однако Александр III почему-то отверг его план.
Миклухо-Маклай продолжил путешествия, написал более 160 научных трудов. Собранные им уникальные коллекции хранятся в Кунсткамере. В общей сложности он посещал Новую Гвинею пять раз, побывал также на Филиппинах, в Индонезии, на островах Океании, в Сингапуре.
Однако годы жизни в тяжелом климате, плохое питание в джунглях, изнурительные путешествия дали себя знать. В апреле 1888 года в возрасте всего 42 лет ученый скончался и был похоронен на Литераторских мостках Волкова кладбища. А день его рождения считается профессиональным праздником этнографов всего мира.
Впечатление, произведенное приезжим из Петербурга на папуасов, было таким сильным, что память о нем сохранилась на островах до сих пор. Не так давно российские моряки, побывавшие у «берега Маклая» в Новой Гвинее, рассказали, что там его хорошо помнят. По-русски островитяне и сейчас называют многие предметы: «топор», «арбуз», «бык» и т. д. Сохранились и легенды, восторженно повествующие о добром и щедром человеке с Луны, замечательном ученом и путешественнике из Петербурга.