Главные цели были научными: перед экспедицией стояли археологические, но также и географические, этнографические, лингвистические, исторические и естественноисторические задачи.

По мнению Генерального штаба России, проводимая в то время Китаем внешняя политика делала особенно необходимым выяснение состояния Поднебесной империи, особенно в приграничных с Россией территорях. В западном Китае армия была реорганизована по японскому образцу с тем, чтобы китайцы смогли колонизировать эту территорию и прочно соединить её с собственно Китаем. Кроме того, здесь ревностно соблюдали и интересы Англии, и Далай-ламе пришлось бежать из Тибета от английских оккупантов в Восточный Туркестан. С согласия министерства иностранных дел и военного министерства было решено использовать экспедицию Пельо и получить согласие французского правительства на присоединение к ней в качестве гражданского лица одного русского офицера. Офицер должен был обеспечить необходимыми инструментами этнографические и естественноисторические исследования. По особой программе он должен был собрать военные сведения о западных и северных пограничных провинциях Китая, о реформах армии и правительства и о военно-политической ситуации, а также изучить маршруты из России в направлении Ланьчжоу и Пекина.

Начальник генштаба Палицын выбрал в качестве российского представителя экспедиции полковника Густава Маннергейма. Основанием послужило то, что он хорошо знал Китай, что Пельо был с ним знаком или, по крайней мере, слышал о нём, что Маннергейм знал многие иностранные языки, был по рождению финном (и следовательно мог использовать не российский, а финский паспорт) и полностью отвечал тем требованиям, которые предполагало предстоящее задание. Экспедиция была окончательно утверждена в марте 1906. Для выполнения командировочного задания Маннергейму было выдано жалованье на два года вперёд, расходы на дорогу из Петербурга в Пекин и обратно, деньги на снаряжение и надбавка в сумме 15000 франков в год. Всё же ему пришлось собирать деньги на путешествие и в Финляндии, - они были нужны для проведения этнографических  и археологических исследований. Экспедиция всё же продолжалась более двух лет, и Генеральный штаб впоследствии скорректировал ошибку, сделанную в предварительных расчётах.

Пельо с удовольствием согласился на включение офицера Российской армии в состав экспедиции. Но он предполагал, что в дополнение к соглашению с правительством Франции этот офицер будет подчиняться ему на всём пути следования в вопросах, связанных с руководством и маршрутом экспедиции. Присутствие российского офицера следовало организовать так, чтобы не возбудить подозрения и недоброжелательности у китайских официальных лиц. Пельо попросил поддержки и финансовой помощи для своего путешествия; взамен он пообещал по окончании экспедиции передать русским наиболее интересные наблюдения и результаты.

Маннергейм следовал с французами по пути из Ташкента в Кашгар с июля по октябрь 1906 года. В состав экспедиции вошли также майор медицинской службы колониальных войск Луи Вальян и фотограф Шарль Ноэ. Для обслуги каравана были взяты местные жители из Туркестана. Отношения между Пельо и Маннергеймом в экономических вопросах и вопросах управления постепенно становились всё более натянутыми и закончились разрывом. По мнению Маннергейма Пельо как руководитель экспедиции был скуп и слишком пунктуален. После переговоров Маннергейм вышел из подчинения Пельо и вскоре после прибытия на территорию Китая сформировал собственную экспедицию. В течение последующих двух лет путешествия Маннергейм ни разу больше не встретил экспедицию Пельо - несмотря на то,что это входило в их планы.