5 maja 1902 winny zdrady stanu otrzymał wyrok zsyłki na Syberię na 6 lat do Wierchojańska, do którego dotarł na przełomie 1902 i 1903.

W Wierchojańsku Rożnowski zaangażował się w planowane przez siebie badania przyrodnicze – zdobył pracę w miejscowej Stacji Meteorologicznej, rozwijając się jako botanik, ornitolog, etnograf oraz socjolog. W trakcie zsyłki angażował się w wyprawy na północne obszary Jakucji. Od kwietnia do października w Russkim Ust’ju kierował stacją irkuckiego Obserwatorium Meteorologicznego, następnie uczestniczył w ekspedycji przyrodnika Siergieja Buturlina, badającego sytuację ludności w okręgu kołymskim i ochockim na zlecenie rosyjskiego Ministerstwa Spraw Wewnętrznych. Rożnowski podczas ekspedycji miał za zadanie zorganizowania i przeprowadzenia badań w ałaziejskiej części okręgu kołymskiego (w dorzeczu Ałazieji). Efektem badań były dzienniki z obserwacjami flory i fauny, zbiory okazów przyrodniczych i etnograficznych oraz publikacje opublikowane na łamach czasopisma „Wszechświat” w latach 1904–1907 i sprawozdania.