Kun Castrén syksyllä 1839 palasi Helsinkiin, oli hänen taloudellisen toimeentulonsa vuoksi taas pakko turvautua ansioihin. Hän hankki niitä samalla tapaa kuin ennenkin: uutteran yksityisopetuksen ja sanomalehtikirjoitusten kautta. Hänellä voi olla 10 tuntia opetusta päivässä, ja samaan aikaan otti hän osaa Morgonbladetin toimittamiseen. Mutta näiden rasittavien leipätöiden ohessa jatkoi hän osanottoaan toverielämään — mainitsemamme Porthan-juhlahan vietettiin juuri syksyllä 1839 ja hänen kuraattoriaikansa sattuu niinikään tälle ajanjaksolle ja jatkoi innolla omia opintojaan. Niiden esineenä oli yhä edelleen suomalainen kansanrunous ja vertaileva kielitiede. Castrén oli näinä vuosina erikoisesti harrastanut itämaisia kieliä, etenkin turkkia, jota siihen aikaan pidettiin suomen sukukielenä. Näihin aikoihin myös valmistui hänen dosenttiväitöskirjansa, latinalainen teos: De affinitate declinationum in lingua Fennica, Esthonica et Lapponica — vertaileva kieliopillinen tutkimus Lapin, Suomen ja Viron kielten alalta, jossa hän muotojen yhtäläisyyden nojalla täysin tieteellisesti käsittelee noiden kielten sukulaissuhteita. Se oli tulos edellisen vuoden Lapin matkasta ja se hankki tekijälleen oikeuden luennoida yliopistossa. Minne päin hänen ajatuksensa kuitenkin tähän aikaan kulkivat, näkyy kirjeestä, jonka hän lähetti ystävälleen C.R. Ehrström'ille valmistuneen teoksensa mukana. Hän lausuu: "Meidän kesken sanottuna en puoleen vuoteen ole ajatellut muuta kuin saada jatkaa tutkimuksiani tällä alalla, eli toisin sanoen: voida toimittaa kieliopin erityisistä suomen murteista, siperialaisiakaan pois jättämättä. Heikko toivo siintää minulle tässä suhteessa. Seura (= Suomal. Kirjall. Seura) aikoo toimittaa suomalaisen sanakirjan osakkeiden avulla. Lönnrot tulisi toimittamaan suomalaista puolta; Rein ja Aminoff ovat jo edeltäpäin kuulustelleet, tahtoisinko minä pitää huolta vertailevasta puolesta. Ne lähettäisivät minut matkalle osakevaroillansa. Mutta en luota paljo maanmiesteni harrastukseen semmoista yritystä kohtaan. Sen vuoksi olen päättänyt aluksi tehdä työtä kaikin voimin, jotta sitten yhden tai toisen teoksen avulla voisi nykäistä pietarilaisia. Viimeistään ensi syksynä tulee Kalevalan käännös pantavaksi painoon. Aion julkaista sen omalla kustannuksellani. Uskaltaisiko ryhtyä yritykseen? — Hymyilet minulle ja suunnitelmilleni; mahdollisesti pysähtyvät kaikki kultaiset unelmani käytännölliseen toimeen Helsingin trivialikoulussa, ja on minulla toivo päästä konrehtoriksi siihen. Se ei juuri ole huonointa — 1,000 ruplaa vuodessa ja neljä vapaata päivää viikossa on hyvin hyvä asia helsinkiläiselle kirjailijalle. Mutta kirjallinen toiminta-alani tulee Helsingissä liian ahtaaksi. Mutta ohjatkoon Jumala!" Kirje on päivätty Helsingissä 2 p. helmikuuta v. 1840.
Tässä kirjeessä mainituista suunnitelmista ei kumpikaan tullut toteutuneeksi, ja vähällä oli, ettei Castrénin toivehikas elämä loppunut tähän. Huolimatta reippaasta ja karkaisevasta nuoruudenajasta ei hänen terveytensä suinkaan ollut kehuttava. Hän sairastui seuraavana talvena ankaraan vatsakuumeeseen, joka oli viedä häneltä hengen. Mutta tuskin oli hän tautivuoteelta noussut, ennenkuin hänellä oli suunnitelmia taas. Eräässä 17 p. kesäk. 1841 päivätyssä kirjeessään kirjoittaa hän näet jo mainitulle Ehrströmille: "Tuskin olin päässyt jaloilleni taas, kun jo pyörii pääkopassani matkasuunnitelma Norjan, Suomen ja Venäjän Lappiin, Arkangeliin, Vologdaan j.n.e. Lönnrot on minua kehoittanut siihen; meistä tulee matkakumppaneita. Minä teen työtä in grammaticis (= tutkin kieltä), hän ajattelee vertailevaa sanakirjaansa. Me voisimme conjunctis viribus (= yhdistetyin voimin) saada aikaan jotakin, jos minun terveyteni sen myöntää. Kuitenkin se, joka kaatuu taistelussa, on ainakin koettanut voimiaan, ja kuka tahansa laskee sydänveren, niin kuitenkin taatto taivahinen suuntaa nuolen. Siis me kaksi — Lönnrot ja minä — suunnannemme ensi syksynä s.o. talven tullen Torniosta Alteniin." [Norjan Lapissa Altenissa asui etevä Lapin tutkija, pastori Stockfleth.]
Se suunnitelma, jonka Castrén tässä kirjeessä ystävälleen ilmoittaa, toteutuikin, ja tuli saamaan uuden käänteen sekä lopullisesti ratkaisemaan Castrénin kohtalon.
Matka Lappiin ja Pohjois-Venäjän tundroille.
Castrénin tuli omien sanojensa mukaan sillä matkalla, jonka hän teki Lönnrotin kanssa ja osaksi tämän kustannuksella, toimia in grammaticis. Itse asiassa keräsi hän aineksia jumalaisoppia varten, kunnes hän matkan kestäessä sai tiedon siitä, että hän voi jatkaa matkaansa "unelmiensa maahan", Siperiaan, jolloin hän kokonaan antautui kielitieteellisiin opintoihin.
Lönnrot ja Castrén kohtasivat toisensa marraskuussa 1841 Kemin kirkolla, ja sieltä he matkansa alottivat saman kuun 13 p. Matkan oli määrä käsittää Lappi ja osa Arkangelin lääniä. Tarkoitus oli lähteä ensin Venäjän Lappiin, ja sen vuoksi lähtivät tutkimusmatkailijat kulkemaan Kemistä itäänpäin ja saapuivat huonolla talvikelillä Kuolajärvelle. Mutta täältäpä eivät he saaneet kyytiä lähimpään lappalaiskylään Venäjän puolella, kun talonpojat vaativat suunnattoman kyytipalkan, he kun laskivat, että matkailijain olisi pakko tyytyä heidän ehtoihinsa. Nämä odottivat jonkun päivän, kunnes kylään tuli lappalaisia siitä kylästä, jonne he aikoivat, toivoen pääsevänsä niiden mukana, mutta talonpojat uskottelivat lappalaisille, että matkailijat olivat liikkeellä vihamielisessä tarkoituksessa, ja lappalaiset lähtivät salaa takaisin omaan kyläänsä. Nyt suuttuivat Lönnrot ja Castrén ja lähtivät talonpoikain kiusaksi pohjoiseen päin muuttaen matkasuunnitelmansa. He lähtivät sen vuoksi pulkalla pyrkimään Sodankylän pohjoisimman kylän Korvasen liepeitse Inariin. He kulkivat aluksi tulvaveden peittämää jokijäätä pitkin, jossa pulkka oli ikäänkuin veneenä aina silloin tällöin tullen täyteen vettä. Kaatuipa Castrénin pulkka kerran kokonaan veteen. Matka kuitenkin edistyi. Korvasessa saivat he 12 vuorokautta odottaa ankaran lumimyrskyn taukoamista asuen huoneessa, jossa oli avoin takka eikä mitään peltiä, niin että lämmityksen jälkeen aina oli pakko kiivetä katolle sulkemaan savuaukko heinätukolla. Täältä lähtivät he liikkeelle jouluaaton aattona ja viettivät joulupäivän autiossa lappalaiskodassa tunturilla, syöden lihasoppaa ja juoden teetä kirkkaiden tähtien kiiluessa kotaan puoliavoimen katon läpi.
Inarissa saivat matkailijat ilokseen kuulla, että kuuluisa norjalainen Lapin tuntija, lähetyssaarnaaja Stockfleth, jota he olivat aikoneet käydä tapaamassa Altenissa, olikin tilapäisesti paljo lähempänä, Karasjoella, vain 16 pk. Inarista. He lähtivät ilomielin tunturien yli poroillaan ajamaan. Matkalla eräässä kohden kaatui Castrénin pulkka ja hänen kätensä, joka piti ajonuorasta kiinni, jäi pulkan alle. Saadakseen kätensä pois oli hänen laskettava ohjas kädestään, mutta samassa lähti poro liikkeelle ja laahasi häntä mukanaan pitkin tunturia, kunnes hän heittihe irti ja jäi yksin tunturille. Onneksi oli tyyni ilma, ja puolen tunnin kuluttua toverit kaipasivat Castrénia ja löysivät hänet palattuaan häntä hakemaan.
Seuraavana päivänä Castrénin pulkka vinhassa ajossa törmäsi koivua vastaan, että veri pursusi matkustajan suusta ja nenästä, ja hän luuli jo nenänsä menneen, kunnes lääkäri Lönnrot lohdutti häntä ja sanoi, että nenä oli pelastettavissa.
Karasjoen pappilassa viipyivät retkeilijät 10 päivää pastori Stockflethin luona suureksi hyödykseen ja palasivat sitte Inariin. Matkalla viettivät he 18 p. tammikuuta juhlaa auringon näkymisen kunniaksi, ja silloin karkasivat kaikki heidän poronsa, jotka saatiin kiinni vasta toisella tunturilla. Inarissa Castrén ilokseen sai Sjögreniltä Pietarista kirjeen, jossa tämä ilmoitti, että kauvan suunnitellusta retkikunnasta Siperiaan vuoden kuluttua tulisi tosi, ja että Castrén nyt pääsisi mukaan. Kumminkaan hänen ei olisi syytä keskeyttää nykyistä matkaansa, vaan sopi jatkaa se loppuun. Täynnä iloa suostui Castrén tähän suunnitelmaan.
Ennenkuin Inarissa oli omaa pappia, oli Utsjoen papin tapa suurina juhlina käydä Inarissa saarnaamassa, ja silloin kerääntyi lappalaisia kaukaa kirkolle, minkä lähettyvillä pidettiin markkinoita, joilla iloliemi virtanaan vuosi. Tähän aikaan olivat jo olosuhteet muuttuneet niin yhdessä kuin toisessakin suhteessa, mutta määrättyinä aikoina kokoontui vielä väkeä Inarin kirkolle. Niin oli laita nyt helmikuussa, ja markkinoilta palaavien lappalaisten mukana päättivät Lönnrot ja Castrén lähteä Venäjän puolelle, lähinnä Kuolan kaupunkiin. Jälelle jäävien lappalaisten sydämellisesti tervehtiessä ja onnitellessa lähtivät he tuntemattomia, ennen tutkijan jalan käymättömiä seutuja kohti.