С 1851 по 1853 годы Абрамов живет в Тюмени, и работает в той же должности смотрителя уездного училища. Оттуда он переселился в Омск. Генерал-губернатор Омска — Г. Н. Гасфорт принял историка на службу в Главное правление Западной Сибири, на должность столоначальника.
В 1854 году, когда была образована Семипалатинская область, Гасфорт назначил Н. А. Абрамова советником нового Областного правления, и он переселяется в город на Иртыше. Переехав в Семипалатинск, Абрамов приобрел небольшой дом, посадил вокруг него деревья, купил пахотную землю в сорока верстах от города.
Н. А. Абрамов, проживший в Семипалатинске шестнадцать лет, оставил глубокий след в истории нашего края. Здесь он проявил свои недюжинные способности как устроителя и исследователя края — он стал собирать материал по истории Семипалатинска. К тому времени он уже имел опыт краеведческой работы в Западной Сибири, где он принимал участие в работе над «Историческим обозрением Сибири».
Уже в 1855 году он присутствовал при раскопках одной из древних гробниц на месте Семи Палат и сделал описание этих находок. Дно гробницы было плотно прикрыто плитой, вытесанной из горючего сланца. На ней 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.
Вскоре он начал поездки по Семиречью. В 1857 году посетил главный город Копал, основанный у подножия Джунгарского Алатау. Им был описан древний курган «Могила Копала» находящийся в самом городе, остатки старинной крепости на Биене, изображения на каменных плитах в Арасане, пирамидальная гробница возле речки Кзыл-Каин, скрывающая изваяние женщины.
Вернувшись в Семипалатинск, он узнал, что в Тобольске начато издание «Тобольских губернских ведомостей». По тем временам это была самая близкая к Семипалатинску газета. И, начиная с 1857 года, почти не просыхало гусиное перо в руках семипалатинского историка. Исследователь его деятельности, писатель С. Марков, насчитал более десяти статей напечатанных Абрамовым в «Тобольских губернских ведомостях» за период с1857-1858 гг. Среди них: очерк «Семь Палат», давших название Семипалатинску, «Надмогильная пирамида в Киргизской степи» и другие произведения.
В 1858 году в «Известиях Восточного отделения Русского Археологического общества» была напечатана статья Н. Абрамова «Каменная пирамида намогильного памятника Козу — Корпеша и Баян — сулу в Киргизской степи». В следующем (1859 г.) статьи о легендарном памятнике Козы-Корпеш и Баян-сулу были опубликованы в «Тобольских губернских ведомостях» и «Известиях императорского Русского Археологического общества».
В 1858 г. Н. А. Абрамов был избран действительным членом Русского географического общества, в записках которого в 1861 году появился большой очерк «Областной город Семипалатинск». В этой работе имеются ценные сведения о причинах, а также истории возникновения города. Изложив подробно и последовательно историю развития Семипалатинска, Н. Абрамов нарисовал широкую картину жизни города в 50-60 гг. XIX в. Кроме того, Н. Абрамов в этой статье собрал и систематизировал обширный фактический материал о торговом значении города. Очерк Н. А. Абрамова привлек внимание научной общественности и уже в 1862 году был напечатан в журнале Лондонского географического общества.