Ежедневно ведет Арсеньев топографическую съемку, делает замеры высот, сам влезает на деревья, чтобы не было сомнения в точности ориентировки, - ведь им составляется первая достоверная карта! Но Арсеньев не просто топограф. Он жаждет узнать возможно больше, и хотя к ночи устает так, что едва добирается до привала, на всем пути ищет образцы горных пород, следит за переменами в рельефе, растительном и животном мире. Каждый день открывает что-либо новое. Отряд пересекает болотистую низину к северу от Уссурийского залива. Береговой обрыв отстоит от моря километров на пять, а в низине попадаются озерки с водой. Арсеньев задумывается над их происхождением и приходит к выводу, что низина некогда была дном залива. Потом суша поднялась, море отступило; озерки с водой показывают места, где дно залива было наиболее глубоко. Обширные топи, с трех сторон подступающие к озеру Ханка, подсказывают ему, что некогда оно занимало большую территорию. Арсеньев ищет причины постепенного усыхания озера.
Долина, по которой идет отряд, носит название "Стеклянная падь". Арсеньев выясняет, что прежде в долине стояла китайская фанза, в окно которой был вставлен кусочек стекла. В то время стекольного производства на Дальнем Востоке не было, и окна в фанзах обычно оклеивали тонкой бумагой. Осколок стекла в окне так удивил первых переселенцев из России, что они окрестили "Стеклянной падью" всю прилегающую местность.
Записи в походном дневнике исключительно разнообразны. Сведения о погоде, пересказ старинной легенды, услышанной от встреченного удэгейца или нанайца, подсчет расстояний между отдельными пунктами...
Наблюдений так много, они так разносторонни и интересны, что когда путешественник обработает их и напечатает, Приморье первых лет нынешнего века словно оживет в его образных и ярких книгах.
В 1906-1910 годах Арсеньев совершает три больших экспедиции по Сихотэ-Алиню. На Дальнем Востоке уже знают о пытливом натуралисте, и средства на экспедиции дает Приамурский отдел Русского Географического общества. Сихотэ-Алинь... Звучные, немного таинственные, волнующие слова.
Во время экспедиции 1906 года Арсеньев за шесть месяцев пересекал Сихотэ-Алиньский хребет девять раз, а вдоль побережья прошел от залива Ольги до устья реки Заболоченной. Он составил подробную карту района с нанесением рельефа и всех населенных пунктов, включая одиночные жилища.
Кроме того, Владимир Клавдиевич привез полсотни образцов горных пород, большую этнографическую коллекцию, шестьдесят экземпляров птиц, около пятидесяти особей земноводных и пресмыкающихся, около четырехсот экземпляров рыб, пятьсот экземпляров насекомых и большое количество разнообразных мхов и шляпных грибов. Были также проведены археологические раскопки старинных укреплений в бассейне реки Арзамасовки - на реке Тадуши и около залива Святой Ольги.
На следующий год Арсеньев вновь организует экспедицию по реке Бикин, вдоль побережья Японского моря от залива Рында до устья реки Кабанья. На долю участников экспедиции выпало много испытаний: проливные муссонные дожди, нехватка продовольствия, сильный шторм, который унес лодку со снаряжением... Потом пришлось дожидаться, пока встанут реки, и только 5 декабря Арсеньев двинулся к перевалу. Новый год пришлось встречать в тайге, а в Хабаровск экспедиция вернулась в январе 1908 года.
Три следующих месяца ушли на составление отчетов, разбор коллекций. Материал был очень богатый, и в марте - апреле Владимир Клавдиевич выступал с докладами, которые вызвали живейший интерес. Казалось бы, можно передохнуть, но уже в конце июня третья экспедиция Арсеньева выступила в путь. Предполагалось пройти вверх по Анюю, подняться на Сихотэ-Алинь, а затем по одной из рек на восточном склоне хребта спуститься к морю. Однако на карте, которой пришлось пользоваться Арсеньеву, горные хребты и реки, как вскоре выяснилось, были показаны совершенно ошибочно. Это, впрочем, неудивительно, так как карта была составлена в 1888 году на основе приблизительных расспросов местных жителей. Владимиру Клавдиевичу понадобился целый месяц, чтобы достичь перевала, и только 3 августа экспедиция вышла к реке, которая текла на восток. Надо было торопиться, кончалось продовольствие, но долбленая лодка разбилась о камни. С ней погибло все имущество: остатки продуктов, инструменты и, главное, оружие.