На сборе в Тобольске было создано 8 отрядов, 4 из которых должны были исследовать северные берега России от р. Печора до Камчатки.
Беринг и Чириков на 2-х судах должны были плыть к американским берегам, а Шпанбергу на 3-х судах поручалось искать пути в Японию.
Деятельность экспедиции проходила в интенсивном режиме, в новых и труднейших условиях Крайнего Севера и Северо-Востока Азии, что не могло не обусловить как выдающихся достижений, так и ряда драматических и трагических событий.
Начавшие действовать первыми, в 1734 г. вышли из Архангельска кочи «Экспедицион» и «Обь» с задачей найти морской проход к устью Оби. Однако за два летних плавания отряд не смог продвинуться на Восток далее о-ва Белый, и командовавшие С. В. Муравьев и М. С. Павлов были отстранены решением Адмиралтейств-коллегии. Сменивший их в руководстве отрядом С. Г. Малыгин на коче «Экспедицион» и 2-х ботах сумел достичь лишь западного побережья Ямала, где встретил сплошные льды и возвратился на зимовку.
Только в 1737 г. отряд возобновил плавание, в августе достиг прохода в Обскую губу из пролива между островами Ямал и Белый (ныне прол. Малыгина) и, поднявшись по Оби, 2 октября прибыл в Березов. В результате 6-летней деятельности этого (Обско-Двинского) отряда были составлены карты юго-восточной части Баренцева моря и приобской части Карского моря.
В январе 1734 г. в Тобольске была построена 24-весельная дупель-шлюпка «Тобол», на которой под командованием Д. Л. Овцына в мае начались плавания Обь-Енисейского отряда. Напомним читателю – дупель или дубель-шлюпка – это был небольшой русский парусно-гребной военный корабль, предназначенный для действия у берегов, в лиманах и на реках. Длина дубель-шлюпки составляла 20–25 м, ширина – б м, осадка – 2 м. Судно имело палубу, 1 мачту и до 20 или более пар весел. Согласно МЭС, в задачу отряда Овцына входило исследование берега между рр. Обь и Енисей. Три похода 1734—36 гг. не увенчались успехом. Из-за мощных льдов в Обской губе отряд вернулся в Тобольск. По приказу Адмиралтейств-коллегии было построено новое судно-бот «Обь-Почтальон», которое в июне
1737 г. прибыло в Обдорск (ныне Салехард), где зимовал отряд. Командиром стал Овцын. В августе 1737 г. на 2 судах по свободному ото льдов морю отряду удалось достичь Енисейского залива, выполнив свою задачу. Овцын передал бот «Обь-Почтальон» Ф. А. Минину и поручил ему составить опись берегов от Енисейского залива до Хатанги вокруг п-ова Таймыр. Самого Овцына в
1738 г. вызвали в Петербург в Адмиралтейств-коллегию для доклада об успехах экспедиции. Здесь по доносу он был арестован за дружеские отношения с опальными князьями Долгорукими, осужден, разжалован в матросы и под конвоем препровожден в Охотск к В. И. Берингу. В 1741 г. вместе с Берингом плавал на судне «Святой Петр» к северо-западным берегам Америки, зимовал на Командорских островах. В 1742 г. ему вернули офицерское звание.
Именем Овцына названы мыс п-ова Таймыр и пролив между о-вами Олений и Сибирякова.
Тем временем Федор Минин (которому Овцын передал «Обь-Почтальон» для продолжения исследований) в период с 1738 по 1743 гг. неоднократно, но безуспешно пытался пройти к устью Хатанги морем, так как препятствовали этому сплошные льды. Дойти удалось лишь до мыса на 73° 14′ северной широты.
Помощник Минина Дмитрий Васильевич Стерлегов прошел от Туруханска по Енисею, затем вдоль морского берега на Восток до 75°20′ с. ш., сделал съемку западного берега п-ова Таймыр. В 1738–1739 гг., когда экспедиция, обследовавшая Тазовскую губу, из-за тяжелых льдов вернулась в Обдорск на зимовку, Стерлегов и геодезист Выходцев остались продолжать исследования на ялботе. При проведении исследований ялбот был зажат льдами, раздавлен и затонул. Стерлегов и Выходцев много дней шли по тундре пока не достигли обжитых мест. Именем Стерлегова назван мыс на п-ове Таймыр.
Следующим этапом летом 1735 г. начали работу одновременно два отряда – Западный (Ленско-Хатангский) и Восточный (Восточно-Ленский), которые должны были описать морской берег от Таймыра на Восток до Чукотки. Для Западного отряда в Якутске была построена дупель-шлюпка «Якутск», а для Восточного отряда – бот «Иркутск».
Западный отряд возглавил Василий Васильевич Прончищев, окончивший в 1718 г. Московскую школу математических и навигационных наук. 25 августа 1735 г. «Якутск», выполнив первую инструментальную съемку р. Лена от Якутска до устья, достиг устья р. Оленек, где встал на зимовку в связи с обнаружившейся течью. В августе 1736 г. плавание было возобновлено, достигли Хатангского залива, затем судно направилось вдоль восточного берега Таймыра. Здесь была открыта группа островов Самуила (впоследствии получившая название о-вов Комсомольской Правды), впервые проведена инструментальная съемка морского берега от устья Лены до мыса Фаддея. Плавание оказалось очень тяжелым, Прончищев решил возвращаться и при возвращении 29 августа умер, командование принял С. И. Челюскин, который 2 сентября довел судно до устья р. Оленек. Через несколько дней умерла и жена Прончищева Татьяна, согласно МЭС, первая женщина – полярный исследователь Арктики. Именем Прончищева названы часть восточного берега п-ова Таймыр и мыс на его северо-восточном берегу, а также кряж между устьями рек Оленек и Анабар. Именем Татьяны Прончищевой названа бухта моря Лаптевых (у берега Прончищева). Они были похоронены вместе у мыса Тумуль в устье р. Оленек.
(Может ли не тронуть до глубины души такая судьба!? Это были люди, как бы рожденные Предназначением: Родиться, Выучиться, Приобрести необходимый Опыт, Реализовать его в Великом Преодолении для Последующих Поколений, и Погибнуть… И все это за 34 года… Включая и то, что Василий и Татьяна успели найти и полюбить друг друга. Разлучить же их уже невозможно… Таймырскими веснами и летними днями и ночами волны Ее Бухты вечно будут ласкаться в Его Берега и шептать, и шептать недосказанное…)
Новый руководитель Западного (Ленско-Хатангского) отряда был назначен Адмиралтейств-коллегией лишь в декабре 1737 г. Им стал Харитон Прокофьевич Лаптев, капитан первого ранга, служивший в Военно-морском флоте. В летнюю кампанию судно «Якутск» под его началом прошло от устья Лены на Северо-Запад к острову Бегичева, а затем вдоль восточного берега полуострова Таймыр. Достигнув 22 августа 7б°47′ с. ш., судно вернулось назад на зимовку на р. Хатанга. Летом 1740 г. плавание отряда продолжилось всего месяц, так как дупель-шлюпка была раздавлена льдами. Терпя невероятные лишения, потеряв несколько человек, отряд пешком добрался до стоянки. С разрешения Адмиралтейств-коллегии Лаптев разделил отряд на 3 партии, которые закончили съемку берегов от Таймыра до Хатанги с суши, таким образом, завершив выполнение и всего задания для Западного отряда – съемку от устья Енисея до устья Лены.
Руководителю одной из партий, Семену Ивановичу Челюскину, бывшему помощником Прончищева, удались наиболее замечательные свершения. Весной 1741 г. он прошел с двумя матросами по суше от р. Хатанга до р. Пясина (более 600 км) и описал западное побережье Таймыра. Зимой 1741–1742 гг. с тремя солдатами прошел 700 верст по тундре до Туруханска, затем проехал на собаках до устья Хатанги и достиг северной оконечности Азии, названной в 1843 г. А. Ф. Миддендорфом в его честь мысом Челюскина.
Именем Харитона Лаптева были названы морской берег п-ова Таймыр и три мыса. Трудам Харитона и его двоюродного брата Дмитрия посвящено и название моря Лаптевых.
Дмитрий Яковлевич Лаптев, служивший поручиком в Военно-морском флоте, был назначен командиром Восточного (Восточно-Ленского) отряда, когда трагической неудачей закончилось первое плавание этого отряда под командованием П. Ласинуса. Они смогли достичь 18 августа 1735 г. реки Хараулах, там зазимовали, но во время зимовки от цинги скончались 37 человек и командир отряда. Кроме того, бот «Иркутск» требовал срочного ремонта. Дмитрий Лаптев с отрядом продолжил работу в августе 1736 г. Но в связи с тяжелыми ледовыми условиями лишь к июню 1739 г. удалось вывести бот в Восточно-Сибирское море. Далее при попутном ветре бот в конце августа 1739 г. достиг устья Индигирки, где встал на зимовку. Во время зимовки продолжались работы по описи берегов. К 1741 г. после двух безуспешных попыток пройти сквозь сплошные льды бот дошел до мыса Баранов Камень. В 1742 г. Восточно-Ленский отряд вел съемку в бассейне р. Анадырь, где и закончились его действия. Среди целого ряда описанных им рек, побережий и островов были и острова, ныне исчезнувшие (о-ва Меркурьева). Именем Д. Лаптева названы мыс в дельте Лены, пролив между о-вом Ляховского и материком Азии, а в честь обоих братьев Лаптевых – море Лаптевых.
Отряд под командованием Витуса Беринга и Алексея Чирикова приступил к выполнению своей задачи – с курсом на Американский материк – лишь в сентябре 1740 г. на пакеботах «Святой Петр» и «Святой Павел».