Baltisaksa kõrgkultuur Eestis
otsustas hiljem siiski meditsiini kasuks. Eduard von Toll aga sattus seadusega vastuollu ning
ülikooli kohus otsustas ta õppetööst eemaldada. Õpinguid alustas ta uuesti 1880.aastal zooloogia
erialal. 1889 abiellus ta Emmeline Magdalene von Wilckeniga, kellega tal sündis viis last. Tema
esimene ekspeditsioon viis ta Põhja-Aafrika rannikule, kus ta uuris sealset geoloogiat, loomastiku
ja taimestiku. Tema töö äratas huvi Alexander von Bunges, kes oli Tartust pärit zooloog ja
maadeavastaja. Ta kutsus Eduard von Tolli kaasa ekspeditsioonile Uus-Siberi saartele. Tolli
korraldas erinevaid ekspeditsioone Uus-Siberi saarte aladel peaaegu 10 aastat (1885-1894),
uurides samuti sealset geoloogiat, taimestiku ning kaardistades uusi saari. Tema 1893-1894 aasta
ekspeditsioon eesmärgiks oli mammutite jäänuste otsimine, mida toetas Keiserlik Peterburi
Teaduste Akadeemia. Eduard Gustav von Toll on pälvinud Suure Hõbemedali autasu