Болезнь поражала в основном приезжих, что существенно осложняло освоение Дальнего Востока. Местные врачи Дальневосточной Пастеровской станции предположили вирусную этиологию заболевания и воздушно-капельный путь передачи инфекции, но, несмотря на все усилия, выделить вирус они не смогли. Предполагаемое вирусное происхождение болезни вызвало много вопросов, так как в те годы вирусология была еще в самом начале своего развития, специалистов-вирусологов было очень мало, а диагностические методы практически отсутствовали. 11 июля 1936 года Приморский крайздрав провел совещание со всеми местными специалистами, и его участники обратились в Наркомздрав СССР с просьбой прислать московских вирусологов для помощи в расшифровке заболевания. В ответ на это обращение и была организована первая дальневосточная экспедиция, в успехе которой огромную роль сыграл ее руководитель Л. А. Зильбер.
Много лет спустя А. А. Смородинцев, который был одним из руководителей второй дальневосточной экспедиции 1938 года, а впоследствии стал академиком АМН СССР и ведущим вирусологом страны, заявил: «Более подходящей кандидатуры, чем Л. А. Зильбер, для решения столь сложной задачи в эту пору подобрать было невозможно. Лев Александрович Зильбер в буквальном смысле шел на неведомое и блестяще обосновал вирусную природу возбудителя клещевого энцефалита».
По свидетельству современников, Л. А. Зильбер был очень энергичным, упорным и увлеченным человеком, и эти качества помогали ему добиваться отличных результатов в научных исследованиях. Он всегда старался вникать в самую суть проблемы и решать ее самым оптимальным образом. В работе возглавляемой им вирусологической лаборатории четко прослеживался системный подход ко всем поставленным задачам: специалисты исследовали не только непосредственно вирусы, но и иммунитет к ним. При этом профессор Зильбер всегда любил работать с молодежью: он считал, что молодые ученые легче воспринимают новые методики и новые подходы, относятся к работе с большим энтузиазмом и самоотдачей и могут выдвигать смелые идеи, что особенно важно для научных исследований. Именно поэтому при утверждении состава экспедиции профессор Зильбер решительно отказался от предложения Наркомздрава укомплектовать группу известными профессорами и сделал ставку именно на молодых ученых. Много лет спустя Л. А. Зильбер вспоминал: «Конечно, я их собрал и предупредил об опасностях и трудностях и обо всем остальном. Молодые люди имели в моих глазах огромное преимущество — они не были связаны старыми заблуждениями в отношении этого заболевания».
Лев Александрович Зильбер детально спланировал работу экспедиции, провел огромную подготовительную работу и тщательно продумал основной состав экспедиции. В работе экспедиции приняли участие не только опытные специалисты (эпидемиологи, вирусологи, бактериологи, невропатологи и т. д.), но и молодые вирусологи, прошедшие школу Л. А. Зильбера. Многим из них дальневосточная экспедиция дала необходимый опыт интенсивной научной работы и стала стартом в большую науку: возможно, именно благодаря участию в этой экспедиции некоторые молодые специалисты, такие как М. П. Чумаков, Е. Н. Левкович, А. К. Шубладзе и В. Д. Соловьев, впоследствии стали известными учеными и ведущими вирусологами нашей страны, создали свои научные направления, внесли огромный вклад в развитие российской вирусологии и подготовили плеяду учеников и последователей.
Профессор Л. А. Зильбер был решительным человеком и обладал блестящей научной интуицией: уже через два дня после начала работы в очаге заболевания он выдвинул теорию о том, что источником и переносчиком опасной инфекции являются именно клещи. И уже через 20 дней работы экспедиции он созвал совещание местных органов здравоохранения и военно-санитарного управления Тихоокеанского флота, на котором предложил в корне изменить все мероприятия по борьбе с этим заболеванием и сосредоточить основное внимание на противоклещевой профилактике. Таким образом, путь от научной гипотезы до практического внедрения профилактических мер был пройден в фантастически короткие сроки!
Работа экспедиции началась в середине мая 1937 года. Членов экспедиции разделили на два отряда — северный и южный, и вскоре первые штаммы нового вируса получили почти одновременно Л. А. Зильбер и А. К. Шубладзе в южном отряде и Е. Н. Левкович и М. П. Чумаков в северном. На основании данных, полученных в ходе работы экспедиции, была подтверждена теория Л. А. Зильбера о том, что возбудителем неизвестного заболевания является неизвестный вирус, а переносчиком этого вируса являются клещи. В дальнейшем это предположение подтвердилось. Новое заболевание изначально получило название «весеннее-летний клещевой энцефалит», поскольку наибольшее число заболевших людей приходилось именно на этот сезон года, но позже его назвали клещевым энцефалитом. Таким образом, главным итогом работы первой экспедиции стало открытие природы клещевого энцефалита и обнаружение его возбудителя.