Во время похода по Чукотке Биллингс вел подробный журнал, отмечал расстояния и важные события, заносил наблюдения за рельефом местности, наличием гор, рек, озер, долин. На карту были положены бухта Св. Лаврентия, Мечигменская губа, Колючинская губа.
В начале похода Биллингс послал на чукотской байдаре геодезиста сержанта А. Гилева с заданием осуществить опись побережья до Колючинской губы, где его должен был встретить сотник И. Кобелев. Гилев прошел Восточный мыс (ныне мыс Дежнева), чукотское поселение Уэлен и далее вдоль побережья. 14 октября, не дойдя до Колючинской губы, Гилев встретился с Биллингсом и Кобелевым. После описи Колючинской губы Гилев отделился от отряда и с несколькими людьми направился на оленях вдоль берега, пересекая многочисленные реки, впадающие в Ледовитое море. Миновав устье Чауна, он повернул на юг и, перевалив через Северо–Анюйский хребет, 18 февраля достиг Анюйской крепости. Несколькими часами раньше туда же прибыл основной отряд Чукотской экспедиции.
В тяжелейших условиях экспедиционный отряд прошел по чукотской земле 1277 верст и нанес на карту северные отроги ее хребтов и почти все крупные реки и речки, несущие воды в Северный Ледовитый океан. По результатам этого похода начальник экспедиции составил первую достоверную карту внутренних районов Чукотки, послужившую основой для всех карт внутренней части этого полуострова вплоть до 1931 г.
Из Анюйской крепости И. Биллингс со всем Чукотским отрядом экспедиции направился 22 февраля 1792 г. по Анюю и вскоре достиг Нижнеколымска, а затем проследовал в Якутск.
Возвратимся к «Славе России». На ней Сарычев 14 августа 1791 г. вышел из губы Св. Лаврентия и за
15 суток благополучно привел судно к о. Уналашка. Там, став на якорь против селения Иллюлюк, он узнал, что судно под командой капитана Галла приходило в Капитанскую гавань, запаслось там водой и провизией и ушло опять в море. 2 сентября это судно вновь появилось в Капитанской гавани, и встреча Сарычева и Галла состоялась.
2 сентября 1791 г. Р. Галл привел вторично к о. Уналашка построенный для экспедиции в Нижнекамчатске одномачтовый катер «Черный орел», длина его по палубе 50, ширина 20, глубина трюма 9 фут (15; 6; 2,7 м соответственно), вооруженный 4 мя медными трехфунтовыми пушками. Прибыв первый раз к о. Уналашка и не найдя там «Славу России», Р. Галл направил катер к Берингову проливу и оттуда вторично возвратился к Уналашке. Как старший по чину он принял в командование «Славу России», а Сарычев вступил в командование «Черным орлом». Галл и Сарычев решили зимовать на о. Уналашка.
В начале октября 1791 г. по поручению Сарычева геодезии сержант А. Худяков, используя байдары, провел опись островов Унимак, Санак и юго–западной оконечности полуострова Аляска. Он открыл у северного берега полуострова группу небольших островов, впоследствии названных по фамилии исследователя.
Узнав от алеут, что на западной стороне о. Уналашка расположены несколько заливов, которые еще никем не были описаны, Сарычев 13 февраля 1792 г. отправился для описи на трехместной байдарке в сопровождении нескольких алеут на одноместных байдарках. Он взял с собой матроса и в качестве переводчика тойона — старосту селения Иллюлюк, названного при крещении Елисеем Пупышевым, который довольно хорошо говорил по–русски. Сарычев в походе одел по примеру алеут камлею из кишок морских зверей и деревянную шапку. Ему пришлось в походе грести веслом так, как его спутники. Он укрепил на байдарке перед собой компас в таком положении, чтобы удобно было брать пеленги на береговые объекты. Матрос на одноместной байдарке имел с собой лот, которым по приказанию Сарычева мерил глубину.