Profesorem został w 1923.
Kotwicz wziął udział w kilku ekspedycjach do Kałmuków (1894, 1896, 1910, 1917), ale najbardziej znaną jego podróżą naukową była wyprawa do północnej Mongolii (1912), gdzie badał turkijskie napisy orchońskie, a także klasztor w Erdeni Dzu (XVI w.), położony ok. 400 km na zachód od Urgi (dziś Ułan Bator). W 2012 nakładem Państwowej Akademii Umiejętności Polskiej Akademii Nauk ukazała się książka In the Heart of Mongolia. 100th Anniversary of. W. Kotwicz's Expedition to Mongolia in 1912. Studies and selected source materials pod redakcją Jerzego Tulisowa, Osamu Inoue, Agaty Barei-Starzyńskiej i Ewy Dziurzyńskiej upamiętniająca setną rocznicę ekspedycji Władysława Kotwicza do Mongoliihttps://pau.krakow.pl/index.php/en/wydawnictwo/spis-publikacji/wydawnictwa-pozaseryjne/2012/764-in-the-heart-of-mongolia-100th-anniversary-of-w-kotwicz-s-expedition-to-mongolia-in-1912.
Jednocześnie zaangażował się w tworzenie po Rewolucji Październikowej tzw. Piotrogrodzkiego Instytutu Żywych Języków Orientalnych - prace organizacyjne trwały do jesieni 1920 i wówczas mianowano go też kierownikiem Instytutu. Funkcję tę pełnił do wiosny 1922.