В 1732 году воспоследовал указ Императрицы о снаряжении второй экспедиции, которая при ближайшем участии только что образованной Академии Наук разрослась в колоссальное предприятие. Личный состав состоял почти из 600 человек. Работы начались в 1734 году с нескольких мест сразу и продолжались девять лет.
Одна партия шла из Архангельска до Оби, другая из Оби в Енисей, третья из Лены на Таймыр, четвертая из Лены к Берингову проливу и, наконец, две партии отправились Беринговым морем открывать берег Америки и Охотским — Японии.
Трудности плавания в те времена были велики. Приходилось на месте строить и снабжать корабли, для чего перевозить на огромные расстояния все необходимое. Такие парусные суда были плохих мореходных качеств, лавировать против ветра часто вовсе не могли. Льды очень затрудняли плавание, так как суда большего размера, чем казацкие кочи, не могли на них свободно втаскиваться и не могли, как современные паровые, искать путь между льдинами. Опасность зимовки была весьма велика. Консервов, кроме сухарей и солонины, тогда не знали, и цинга уносила много жертв. На северо-востоке Азии дело еще усложнялось встречами с воинственными и непокорными инородцами.
Подвигалась работа при таких условиях чрезвычайно медленно. Адмиралтейств-Коллегия, уже наслышавшаяся о лихих походах казаков, все время приказывала поспешить с походом, посылала выговор за выговором. Два лейтенанта были разжалованы за «леностные и глупые поступки» в матросы, сам Беринг был лишен прибавочного жалования, но результаты работ все не удовлетворяли правительство, и кабинет Императрицы предлагал Сенату и Адмиралтейств-Коллегий: «рассмотреть о Комчатской экспедиции», как называлось все это великое предприятие, «возможно ль оную в действо привесть, дабы оттого хотя бы впредь напрасных казне Ее Императорского Величества убытков не было». В 1735 году умер от цинги лейтенант Лассиниус, начальник четвертого отряда, и большинство его офицеров и команды. В следующем году погиб от той же болезни начальник третьего отряда, лейтенант Прончищев, а через несколько дней, сопутствовавшая ему молодая жена. Но Адмиралтейств-Коллегия продолжала настаивать на выполнении всех работ, попрекала начальников казаками, плававшими на судах «погибельных», «не зная навигации», и приказывала продолжать работы «с наипрележнейшим старанием не токмо еще в одно, в другое, в третье лето, но буде какая невозможность в третье лето во окончание привести не допустить то и в четвертое».
То суровое время могущества герцога курляндского Бирона не знало пощады, и, несмотря на все невзгоды, в результате девятилетних трудов этой экспедиции был нанесен на карту северный берег России, на огромном расстоянии от Белого моря до реки Колымы.
Затем в царствование Императрицы Екатерины Великой были снаряжены еще две экспедиции. Первая в 1765 и 1766 г. ходила под начальством Чичагова искать путь в Индию на основании плана, разработанного Ломоносовым. Эти плавания не увенчались успехом, так как Ломоносов ошибся, предполагая существование чистой от льда воды в очень больших широтах.
После этого, узнав о плавании знаменитого Кука в 1778 году в Берингов пролив, Великая Императрица приказала пригласить кого-либо из участников его плавания на русскую службу и снарядить экспедицию для изучения северо-восточных окраин Сибири. Был принят на службу Биллингс, ходивший с Куком в должности юнги, и ему была поручена экспедиция, вышедшая в 1787 году на двух судах из Колымы на восток, под командой его и капитана Сарычева. Встретив лед по пути, они вернулись и решили пробовать идти с юга, но в 1791 году, не дойдя до Берингова пролива, стали продолжать работы сухим путем