De retour à Paris en 1889, il expose une centaine de tableaux inspirés de son voyage qui, outre le Japon, l'a conduit notamment en Chine, en Indochine et en Malaisie, à la galerie Georges Petit

Onze toiles de Dumoulin issues de cette exposition seront sélectionnées (dont sept ayant pour thème le Japon) par la Société nationale des beaux-arts pour son Salon de 18905.

Vincent van Gogh (1853-1890) a vu cette exposition et fut marqué par les peintures de Dumoulin.
Lors d’une correspondance avec son frère Theo comprend deux lettres écrites il expose son désir de rencontrer Dumoulin (qu’il écrit « Desmoulins ») comme « celui qui fait le Japon ».

Deux de ses tableaux à thème japonais et inspirés de photographies collectées lors de son voyage acquis par l’État français sont conservés à Paris au musée Guimet.