Кельсиеву удаётся сблизиться с местным атаманом русских казаков-некрасовцев — секты донских казаков-раскольников — Осипом Семёновичем Гончаровым (1796—1880), на какое-то время убедить его прислушаться к идеям общинного социализма, а для этого лично познакомиться с его духовным вождём — А. И. Герценом. Вняв совету Кельсиева, Гончаров отправился из Турции в Лондон, по пути был принят французским министром иностранных дел Э. Тувенелем, прожил у Герцена с 14 по 19 августа 1863 г., неопределённо пообещал помогать революционной работе новых колонистов, но впоследствии уклонился от помощи в создании русской типографии в Добрудже и направил на имя Александра II адрес старообрядцев с просьбой о веротерпимости, вызвавший критику Герцена и Огарёва.

Несмотря на разногласия между Герценом и Кельсиевым всё это время между ними не прекращалась переписка. На обратном пути из Лондона Гончаров возвращался вместе с женой и дочерью Кельсиева, 29 августа 1863 г. Варвара Тимофеевна вместе дочерью прибыла в Константинополь. Колония в Тульче просуществовала с декабря 1863 по апрель 1865 года. В начале 1864 года к колонистам присоединились два русских офицера-эмигранта: П. И. Краснопевцев и М. С. Васильев. Начало деятельности общины складывалось очень удачно: отношения с казаками, скопцами, турками и румынами сложились вполне доброжелательные. Кельсиев даже был избран старшиной казаков, заслужив их доверие. Кельсиеву удаётся выиграть несколько весьма спорных судебных процессов с соседями старообрядев, после чего те все свои дела начали поручать Кельсиеву, обходясь без помощи к турецкого суда.

Одновременно Василий Иванович пытался распространять среди раскольников прокламации «Земли и воли» и издания Герцена, поднять их на помощь повстанцам Подолии и Волыни, склонить их к высылке своих эмиссаров для организации старообрядческих мятежей и восстаний среди терекских, уральских и донских казаков, убедить старообрядческого архиепископа Аркадия устроить типографию для печати прокламаций и воззваний к старообрядцам. В конце концов, соратникам Кельсиева удаётся организовать собственную типографию, однако белокриницкий митрополит Кирилл запретил старообрядцам вступать в контакт с тульчинскими колонистами.

Наблюдая равнодушие раскольников к своей агитации, и снижение революционной активности в России после подавления польского восстания 1863 года, Кельсиев начал испытывать разочарование в своей деятельности. В июне 1864 года умер от тифа младший брат Василия Иван, что явилось для Василия тяжёлой потерей. Начались трения с атаманом Гончаровым. Атаман писал Герцену о том, что Василий с горя начал пить. В ночь на 8 февраля 1865 г. Краснопевцев повесился, Васильев покинул общину. Кельсиев также бросает начатое дело и оставляет общину, взяв собой с семью (у него только что родился сын). Началась полоса скитаний Кельсиева по Балканам. Сначала он бесцельно отправляется в Константинополь, затем в дунайские княжества. Герцен, пытаясь облегчить бедственное положение семьи Кельсиева, высылал ему небольшие суммы денег. Остановившись в Галаце, Кельсиев нашёл место дорожного чиновника, но от эпидемии холеры друг за другом умирают его малолетние сын и дочь, вслед за ними от скоротечной чахотки 3 (15) октября 1865 г. умерла жена Кельсиева Варвара Тимофеевна. Василий сам выкопал всем троим могилы и сам похоронил их. Герцен написал в «Колоколе» сочувственные некрологи о смерти Ивана Кельсиева и Варвары Тимофеевны, называя её «твёрдой, превосходной женщине», вынесшей «добровольную ссылку, страшную бедность и всевозможные лишения».