Po dwóch latach Dybowski wraz z Godlewskim otrzymał pozwolenie zamieszkania we wsi Kułtuk nad Bajkałem i w bardzo trudnych warunkach, często przy 40-stopniowym mrozie, z pomocą własnoręcznie sporządzonych narzędzi rozpoczęli badanie fauny tego jeziora, uważanego dotąd za ubogie pod tym względem.
Fauna Bajkału Badania Dybowskiego doprowadziły do odkrycia szeregu nowych dla nauki form zwierzęcych. Opisał 116 nowych gatunków skorupiaków z rzędu obunogów i 6 nowych gatunków ryb. Na podstawie materiałów bajkalskich zebranych przez Benedykta Dybowskiego jego brat Władysław opisał 88 gatunków mięczaków i 9 gatunków gąbek. Inne zbiory Dybowskiego opracowali profesorowie: Grube z Berlina, Józef Nusbaum ze Lwowa, Roman Gutwiński z Krakowa. Prace Dybowskiego rzuciły nowe światło na pochodzenie fauny Bajkału, rozstrzygnęły szereg zagadnień naukowych pierwszorzędnej wagi.
Inne ekspedycje Oprócz badań Bajkału Dybowski nie zaniedbał i fauny lądowej, uwzględniając przede wszystkim ssaki i ptaki.