Подлинные полевые журналы путешествия Семенова хранятся в Архиве Русского географического общества в Санкт-Петербурге. Эти материалы легли в основу второго тома мемуаров ученого, подготовленных в последние годы его жизни. Они трижды были опубликованы в советское время (в 1946, 1948 и 1958 гг.).
После Тянь-Шаньской экспедиции П. П. Семенов в 1858–1861 гг. принимал активное участие в деятельности комиссии по освобождению крепостных крестьян и стал одним из ведущих авторов реформы 1861 г. Введение в жизнь этой реформы требовало коренного улучшения российской статистики. Начиная с 1864 г. Семенов в течение 33 лет был главным организатором и руководителем статистических (социально-географических) исследований в стране (в 1864–1874 гг. – как директор Центрального статистического комитета Министерства внутренних дел, в 1874–1897 гг. – как председатель Статистического совета того же министерства).
В 1897 г. по инициативе П. П. Семенова была проведена первая российская перепись населения. В том же году Семенов был назначен членом Государственного совета Российской империи.
В 1873 г. П. П. Семенов был избран почетным членом Императорской Санкт-Петербургской академии наук и Лондонского статистического общества.
Под руководством и при активном участии Семенова были созданы три фундаментальных справочных издания по географии и статистике Российской империи: «Живописная Россия», тома 1-12 (Санкт-Петербург, 1881–1885); «Россия. Полное географическое описание нашего отечества», тома 1-19 (Санкт-Петербург, 1899–1914); «Географическо-статистический словарь Российской империи», тома 1–5 (Санкт-Петербург, 1863–1885).
В течение всей своей жизни П. П. Семенов занимался энтомологией; в 1889 г. он был избран президентом Российского энтомологического общества.
В 1906 г. в ознаменование пятидесятилетия Тянь-Шаньской экспедиции и заслуг Семенова в географических исследованиях России царь Николай II издал указ об изменении его фамилии на Семенов-Тян-Шанский. Эта фамилия распространялась на всех потомков Петра Петровича Семенова.
Помимо непрерывных занятий научными исследованиями и государственными делами, П.П.Семенов был большим знатоком и коллекционером голландской живописи. В 1910 г. он подарил Государственному Эрмитажу свою громадную коллекцию живописных полотен и рисунков.
Петр Петрович Семенов-Тян-Шанский скончался 28 февраля 1914 г. в Санкт-Петербурге.
Наилучшим на сегодняшний день изданием материалов путешествия П. П. Семенова на Тянь-Шань является публикация Хаклюйтского исторического общества в Лондоне – «Semenov, Petr Petrovich, Travels in the Tia'-Shan' 1856–1857. Edited and annotated by Colin Thomas. Translated by Liudmila Gilmour, Colin Thomas and Marcus Wheeler» (London: The Hakluyt Society, 1998). Хотя составителям этого труда не удалось использовать оригинала дневников Семенова, хранящегося в Архиве Русского географического общества в Санкт-Петербурге, и в основу перевода положено издание Н. Г. Фрадкина (1946 г.), английская публикация выделяется в ряду всех предыдущих изданий исключительно подробными комментариями и, что особенно важно, цветным воспроизведением хранящихся в Архиве Русского географического общества (Фонд 58, опись 1, № 23) акварелей, рисунков и набросков экспедиционного художника Павла Кошарова. Автору настоящих строк посчастливилось, в меру его скромных возможностей, споспешествовать осуществлению этого издания в качестве официального представителя Хаклюйтского общества в России.
