Получив это донесение, Екатерина II распорядилась отправить экспедицию для исследования американских земель к востоку от Камчатки и приведения «американцев» (имелись в виду, конечно, алеуты) в российское подданство. Она получила из соображений секретности официальное название, не отвечавшее её реальному содержанию, — «Экспедиция для описи лесов по рекам Каме и Белой». В соответствии с указом императрицы в 1766 году из Охотска по направлению к Камчатке вышли четыре специально построенные судна. Молодые офицеры российского флота Пётр Креницын и Михаил Левашов возглавили экспедиции. Уже при переходе от Охотска три судна погибли, и для того, чтобы продолжить плавание, пришлось заняться ремонтом и провести две зимы в Нижнекамчатске. Только в июле 1768 года два судна с общим экипажем сто сорок человек вышли в море, взяв курс на восток. Через несколько дней в тумане суда потеряли друг друга и дальше пошли самостоятельно. Открыв по пути по нескольку островов, они встретились около Уналашки. Вместе подошли к острову Унимак и открыли узкий пролив, отделяющий его от полуострова Аляска, который они всё ещё считали островом, по размерам даже меньше Унимака.
Туман снова разлучил суда. Зимовали Левашов и Креницын порознь. Левашов выбрал для зимовки удобную бухту на Уналашке, одну из лучших на Алеутских островах (сейчас она называется Датч-Харбор). Часть команды осталась на судне, часть жила в юрте на берегу. За зиму умерло трое из заболевших цингой, двое пропали без вести. Нелёгкой была зимовка и у Креницына, обосновавшегося на Унимаке: пришлось вытаскивать судно на берег, строить юрты, постоянно обороняться от алеутов. От цинги умерли за зиму шестьдесят человек, в том числе и «ветеран» алеутских промыслов Степан Глотов.
Следующую зиму оба судна провели в Нижнекамчатске, но там было, пожалуй, ещё хуже, чем на островах: летом не удалось запасти достаточно рыбы, потому что эпидемия оспы унесла жизни шести тысяч местных жителей и рыбаков совсем не осталось. Левашов использовал зиму для составления отчёта: им была вычерчена карта всех островов. С Креницыным же случилось несчастье — утонул в реке, когда лодка, в которой он плыл, перевернулась. Из-за его гибели исследования были прекращены. Левашов вернулся в октябре 1771 года в Петербург.
Несмотря на потерю трёх судов и почти половины людей, экспедиция была признана успешной. В самом деле, результаты оказались грандиозны: несмотря на исключительно неблагоприятные условия работы, была положена на карту, хотя и не без ошибок, гигантская дуга из сотен островов, протянувшаяся через северную часть Тихого океана почти на две тысячи километров.
Через семь лет после возвращения Левашова в Петербург в этих водах плавал Джеймс Кук и пользовался русскими картами и описаниями. Они попали к нему так: секретные материалы экспедиции английским шпионам удалось раздобыть через лейб-медика Екатерины II. В октябре 1778 года на острове Уналашка Кук встретился с русским мореходом Г. Измайловым, передавшим всё, что он знал о северной части Тихого океана. Кое-где Измайлов исправил карты, составленные Куком, и дал скопировать свои. Кук ушёл на юг к Сандвичевым (Гавайским) островам; до гибели его оставалось меньше четырёх месяцев...
В своём третьем кругосветном плавании Джеймс Кук искал проход из Тихого океана в Атлантический вокруг Северной Америки. Он не смог пройти на север от Берингова пролива, но описал побережье от Калифорнии до Аляски, дав многим объектам, уже названным русскими мореходами, английские названия. Дважды Кук заходил в 1799 году в Петропавловск-Камчатский, вызывая беспокойство властей: не воспользуются ли англичане открытиями русских в Тихом океане? Интерес к этой области земного шара проявили и французы. Через 8 лет после Кука, в 1787 году, в северной части Тихого океана прошли два фрегата Жана Франсуа де Лаперуза «Буссоль» и «Астролябия». Они тоже заходили в Петропавловск, где к тому времени уже стояли готовые к плаванию пять кораблей, построенных в исполнение указа Екатерины II от 22 декабря 1786 года. В указе говорилось о защите «права нашего на земли, российскими мореплавателями открытые...» Эскадра, во главе которой стоял капитан 1 ранга И. Муловский, должна была, согласно наставлению Адмиралтейств-коллегии, нанести на карту Курильские острова и объявить их владением России, а потом то же повторить и на Алеутских островах, а «гербы и знаки других держав, ни по какому праву в сих странах обладать не могущих, срыть, разровнять и уничтожить».
Но внезапно вспыхнула война с Турцией и обострились отношения со Швецией. Плавание к тихоокеанским архипелагам отменили. Эскадра Муловского отправилась в Средиземное море, где в сражении её командующий, один из образованнейших морских офицеров того времени, был убит.
Среди тех, кто приступил к освоению новооткрытых островов на Тихом океане, на первое место выдвинулся Григорий Иванович Шелихов. Именно его плавания в 1783—1785 годах и послужили поводом к решению об экспедиции Муловского.