1872年10月，谭卫道从北京启程，正式开启了在中国内地的第三次考察。这次出发他带了两个小基督徒作助手，这两个小家伙的任务是打猎。他们经过保定到达山西，沿黄河南下，抵达西安，考察秦岭。秦岭是温带气候与亚热带气候的分界线，是一个天然屏障，这一带的野生动植物物种相当丰富。1873年1月，谭卫道来到了太白山。这是秦岭的顶峰，海拔约3700米。他在这一带停留了四个月，收集了大量的动物和植物标本，并且分析了当地的地质结构、鸟类迁徙、种群分布等。 他本想去甘肃看看，但发现那里一直处在动乱中，于是便沿汉水南下。但是，他做出了一个错误的决定——带着他的数箱珍贵标本，乘船去汉口。结果，船超载，又遇急流，就触了礁。谭卫道奋不顾身跳入江中，拼死挽救标本，可惜还是损失巨大。后来据统计，谭卫道的植物标本中，有一半毁于各种灾难。借助于一艘装载木头的船，谭卫道得以脱身，到达汉口。然后他顺江而下，再次抵达九江。 5月，他沿陆路南下，经过南昌，到达抚州。由于天气炎热，他的健康状况开始恶化。他和他的助手都感染了痢疾，并发烧，他只好躺在床上度过了夏天。在这段时间，他对之前采集的标本进行了整理分类。（Scott，2004：100） 9月，谭卫道体力有所恢复，便去了武夷山，收获了不少新物种。11月，病情加重，用他自己的话说就是，全身剩下的力气只够用来做一次礼拜了。经过一段时间调养，他的身体刚有了稍许恢复，紧接着又感染了肺炎，发高烧，全身止不住地打战。他的助手也病倒了。谭卫道觉得是时候回法国了，就把标本塞进了四个竹制大箱子。不过，此时谭卫道对中国还有很多留恋，说道：“我已经习惯了这一切。要我离开这个地方、这份工作，离开这些朋友们去开始新的生活，倒真舍不得。”（David and Fox，1949：XV—XXXII）对这次旅行的成果感到很失望，则是他还不想离开中国的另一个原因。而且之前他还打算在中国旅行结束后去日本、菲律宾、美洲考察。不过，他也意识到，继续留在中国对他的健康没什么好处，他已不再适应这里的气候。1874年4月，他从上海乘船回法国。 总计下来，这次旅行的收获有2个大箱子、3个小盒子，以及9个不同大小的袋子。单哺乳动物，就有约35～40个物种，其中有相当多的都是新物种。在鸟类、爬行动物和昆虫方面，也有一定的收获。