Летом 1927 проводил обследование и фотосъемку «готических» могил» и развалин армянского монастыря под Сююрю-Кая (Коктебель) и других археологических и архитектурных памятников в Султановке, Двуякорной долине и Отузах (ныне пгт Щебетовка).
С 1927 вносит в план Музея раскопки средневекового городища на плато Тепсень (Коктебель). После крымского землетрясения 1927 ходатайствовал об элементарной реставрации (заделке трещин и проч.) средневековых феодосийских церквей; их восстановление было затруднено в результате массовой ликвидации церковных общин и прекращения богослужений. В июле 1929 обследовал и произвел фотофиксацию памятников старины Карасубазара (ныне Белогорск). С 1929 по 1931 руководил систематическими раскопками в Коктебеле (отчасти инициированы М. А. Волошиным, обеспокоенным уничтожением погребений «в каменных ящиках» при строительстве электростанции), подробный отчет о которых подготовлен и опубликован в 1932. Выводы и предположения Барсамова о славяно-русском происхождении Коктебельского городища были полностью опровергнуты дальнейшими исследованиями. В 1932 под наблюдением Барсамова был произведен ремонт мечети XII в. деревни Колечь-Мечеть.