Służył w 14. turkiestańskim batalionie piechoty, 1875–1876 brał udział w zajęciu chanatu kokandzkiego i w 1876 w nieudanym poselstwie do : wyprawa pod przywództwem Aleksieja Kuropatkina wpadła w zasadzkę Kirgizów w okolicy Gülczö i musiała się wycofać. Od lipca do września 1876 brał udział w kampanii ałajskiej przeciwko Kirgizom dowodzonym przez Kurmandżan-datkę. Był oficerem ordynansowym gen. Michaiła Skobielewa, a później pułkownika księcia oraz adiutantem batalionu. W 1878 brał udział w kampanii samarkandzkiej, w której Rosja wysłała wojska pod granicę z Afganistanem, by zamanifestować swoje wsparcie dla tego kraju, zagrożonego inwazją brytyjską.
Wyprawy po Azji Środkowej thumb|350px|Mapa podróży Grąbczewskiego z 1885, 1888 oraz 1889–1890
W 1880 zrezygnował ze służby liniowej i przeszedł do administracji wojskowej. Został wyznaczony pomocnikiem naczelnika powiatu isfarińskiego, a niedługo potem margelańskego i trafił na kurs języków wschodnich, na którym opanował lokalne języki turkijskie i język tadżycki. W 1885 był krótko starszym pomocnikiem naczelnika powiatu oszyńskiego, a potem został starszym urzędnikiem ds. zadań specjalnych wojskowego gubernatora obwodu fergańskiego. Został oddelegowany do Kaszmiru i w Tienszan w celu kontroli granicy z Chinami.