Находился в составе первой русской дипломатической миссии в Эфиопии. В начале своего африканского путешествия исследовал район Джибути, а в 1908 г. отправился из Аддис-Абебы на запад, с целью картографической рекогносцировки бассейна реки Собаты от границ Эфиопии до ее впадения в Нил. В результате буквально титанических усилий был изучен весь гипсометрический профиль Северо-Восточной Африки – от Красного моря на широте Джибути до Белого Нила близ устья Собаты. Материалы экспедиции составили 22 книжки-дневника.
Подводя итог работы Артамонова, сотрудник Географического общества А. Большов писал, что на реке Джубе он оказался первым европейским путешественником, а на реке Собате, на развалинах крепости Наср, его работы примыкают к исследованиям В. В. Юнкера, бывшего здесь в 1876 г.
В Петербурге Артамонов выступил перед Географическим обществом с рассказом о странствиях и был удостоен Золотой медали имени Ф. П. Литке.
Артамонову удалось напечатать только одну короткую работу – «Русские в Абиссинии» в журнале Общества ревнителей военных знаний в 1899 г., а Арнольди выпустил в 1907 г. очень интересную книгу «Военные очерки Абиссинии», в которой, в частности, есть такие строки: «Можно даже сказать, что любовь к родине и привычка гордиться своей народностью отличают абиссинцев среди всех народов Африки… «Амара-нань – я абиссинец!» – говорит он, подразумевая всех живущих на Абиссинском плоскогорье и владеющих эфиопскими наречиями, и это слово «амара» звучит в его устах как символ всего хорошего, храброго, разумного».