Po wyjeździe z Rosji porzucił wszelką działalność polityczną i poświęcił całą energię pasjom swego życia: podróżom i kolekcjonerstwu. Zainteresowania światem egzotycznych roślin i zwierząt rozwijał dzięki kontaktom z czołowymi wówczas polskimi przyrodnikami i podróżnikami. W latach 1857–73 Branicki odbył szereg wypraw przyrodniczych do Azji i Afryki, które sam sfinansował.
Pierwszą wyprawę podjął jeszcze przed wydaleniem go z Rosji, w latach 1857/1858. Podróżował wówczas do Egiptu i na Bliski Wschód. W 1860 podarował Muzeum Starożytności w Wilnie sarkofag wraz z mumią egipską, zapewne nabyty podczas tej wyprawy. Również Towarzystwo Naukowe Krakowskie około 1860 otrzymało od Branickiego sarkofag wraz z mumią.
W 1863 podjął kolejną podróż. Była to wyprawa do Egiptu i Nubii, wiodąca w drodze powrotnej przez Półwysep Arabski i dzisiejszą Turcję. Towarzyszyli mu w niej młodszy brat Konstanty, warszawski entomolog Antoni Stanisław Waga oraz Franciszek Kandyd Nowakowski, późniejszy kustosz biblioteki Branickich w Suchej. Część eksponatów archeologicznych znalazła się później w zbiorach suskich. Z kolei okazy przyrodnicze zebrane przez Branickiego przekazane zostały do Gabinetu Zoologicznego Uniwersytetu Warszawskiego, a uniwersyteckie Muzeum Starożytności otrzymało od niego dwa egipskie sarkofagi z mumiami.