1896年2月，长野义虎深入台湾山区了解当地原住民的习俗、语言及文化，并调查台湾的山林资源与地理环境，其中包括横越东西的集集水尾道路（即今关门越岭古道），还有行走八通关古道，独登摩里逊山（Mt.Morrison），当时这座山在大日本帝国中尚未命名。

这段探险，长野义虎先报告给台湾总督府，之后应东京地学协会邀请而发表，后来著作成〈台湾岛生蕃地西蕃之探险〉，当时在场聆听演讲的人类学家鸟居龙藏有着前往台湾的兴趣。

1897年，长野义虎卸下军职，转任南投埔里社抚垦署主记和署长。据森丑之助所著《台湾蕃通》有一文在〈太鲁阁蕃的过去与现在〉则提到长野义虎，他死于上海外滩。