…Прежнее правительство наше долгое время считало изучение падения Польши как бы запретным плодом, и неудивительно, если польская молодежь, начитавшись об этом кое-чего из заграничных книг или из произведений польских эмигрантов, да вдобавок поддаваясь внушениям своих старых соотечественников, расхваливавших старое время и вздыхавших об уничтожении старых порядков, воображала себе бог знает сколько хорошего в том, чего не знала обстоятельно. Таким образом, Конституция 3 мая являлась их воображению таким безусловно-благодетельным актом народной мудрости, какому подобного едва можно отыскать во всей истории человечества, а эпоха восстания Костюшки представлялась доблестным всенародным движением за дело всеобщей свободы и всеобщих прав человечества. С другой стороны, политические силы, содействовавшие падению Польского государства, воображались в самом возмутительном виде, и факт раздела Полыни казался самым гнуснейшим актом насилия и коварства. Этот взгляд проповедовался поляками и между русскими — и те из русских, которых коробило от польских речей, не в состоянии были делать на них возражения, так как сами не менее поляков находились в неведении об этих вопросах…От этого в последнее время, незадолго до восстания шестидесятых годов, русская молодежь в известной степени симпатически относилась к польским политическим мечтаниям: находились русские, не только учившиеся истории, но и сами писавшие исторические статьи, которые по неведению местных вопросов, относящихся к Польше и вообще к Западному краю, склонны были верить, что Польша была демократична, — и вместе с тем готовы были признавать справедливость польских замашек — считать несомненною принадлежности Польши такие древние русские области, которые играли самую видную роль в русской истории дотатарского периода. Последнее восстание поляков просветило русский взгляд; сочувствие к польским претензиям уничтожилось после бесцеремонных выходок поляков, но правильного взгляда на своих врагов-соседей русские все-таки не получили. В патриотических статьях тогдашних русских газет это ярко выказывалось. Поляки возбуждали в русском обществе негодование, доходившее до ненависти, но полякам приписывали такие качества, каких вовсе не было в польской народности. Отдельные исключительные случаи, или признаки, общие всем народам в периоды мятежей и восстаний, провозглашались за характеристические черты польской народности. Чтобы поставить русское читающее общество на настоящую точку воззрений, надобно было представить ему беспристрастную картину старой польской жизни и событий, сопровождавших прекращение самобытности Польши. Эту-то задачу я задумал взять на себя в то время, как памятники Повонзковского кладбища расстилались перед моими глазами с воспоминаниями эпохи конца польской независимости». Позднее мысль была воплощена в исследовании «Последние годы Речи Посполитой».
Вернувшись в Петербург, ученый закончил работу над Смутным временем, и текст этого исторического исследования появился в журнале Стасюлевича «Вестник Европы» в 1866–1867 годах (печаталось исследование частями в течение двух лет).
Осенью 1866 года случилось еще одно важное для Костомарова событие. Он решился пойти на Смоленское поле, где 2 сентября наблюдал публичную казнь Каракозова. Вот как это запомнилось ученому: «Я решился пойти на это потрясающее зрелище для того, чтобы быть однажды в жизни очевидным свидетелем события, подобные которому мне беспрестанно встречались в описаниях при занятии историей. Меркантильное направление Петербурга поспешило из этого извлечь для себя выгоду: продавались довольно дорогою ценою скамьи, с которых удобно было видеть совершаемую казнь. Преступник, которого я до тех пор не видел, оказался молодым человеком лет 25-ти, чрезвычайно бледный и до такой степени истощенный, что, когда его ввели на эшафот и привязали к позорному столбу, он не устоял на месте и упал, но был поднят палачами. При вступлении на эшафот он положил на себя крестное знамение. Полицейский чиновник прочитал приговор, слова которого не доходили до моих ушей. Потом взошел к нему на эшафот священник, протоиерей Полисадов, бывший прежде профессором в университете, прочитал над ним отходную, дал ему поцеловать крест и удалился. Палачи стали надевать на него рубашку с колпаком, закрывавшим голову. Преступник сам помогал надеть на себя эту роковую рубашку. Палачи туго завязали ему назад руки, свели с эшафота и повели к виселице, сделанной глаголем и поставленной вправо от эшафота. Когда его подвели к петле, палач сделал ему два удара петлею по затылку, потом накинул ему петлю на шею и быстро поднял вверх по блоку. Я посмотрел на часы и заметил, что в продолжение четырех минут повешенный кружился в воздухе, бил ногою об ногу и как бы силился освободить связанные руки; затем движения прекратились, и в продолжение получаса преступник посреди совершенно молчавшей толпы висел бездвижно на виселице. Через полчаса подъехал мужик с телегой, на которой был простой некрашеный гроб. Палачи сняли труп и положили в гроб. Отряд солдат с ружьями провожал его в могилу, приготовленную где-то на острове Голодае. Толпа разошлась. Публика, как я заметил, относилась к этому событию совершенно по-христиански: не раздалось никакого обвинения и укора; напротив, когда преступника вели к виселице, множество народа крестилось и произносило слова: „Господи, прости ему грех его и спаси его душу!" Я достиг своей цели: видел одну из тех отвратительных сцен, о которых так часто приходится читать в истории, но заплатил за то недешево: в продолжение почти месяца мое воображение беспокоил страшный образ висевшего человека в белом мешке — я не мог спать. Успокоившись, я принялся за свои обычные занятия историею последних лет Речи Посполитой и разбирал материалы, хранящиеся в Литовской метрике при правительствующем Сенате». Только размеренный, хоть и тяжелый труд заставил его забыть недавнее зрелище. Он упорно трудился над публикациями актов Южной и Западной России, почти каждый год выпуская по тому. Затем напечатал в «Вестнике Европы» монографию о гетманстве Юрия Хмельницкого, «составленную по делам московского архива, и статью о первом разделе церквей при патриархе Фотии, написанную по поводу вышедшей тогда немецкой книги Гергенретера». Остальное время было отдано исключительно «Последним годам Речи Посполитой», публикация которой началась в 1869 году. Эти отнимающие много времени и сил занятия чередовались с чтением лекций. Посетив в 1870 году Киев, Костомаров вернулся домой с ревматической болью в затылке, которая с тех пор его не отпускала.