Весной 1770 г. Лепехин поднялся по Белой и в районе Ишимбая исследовал нефтяной источник — первенец уральской нефти; он изучил также ряд пещер в долине реки. В колене Белой на обоих берегах «…разновидные гор утесы… представляли местами как бы древних городов развалины…». Лепехин кратко описал короткие хребты Южного Урала близ 54° с.ш., в том числе Ямантау: «…верх горы составляют болота и большие лужи». Отсюда берут начало «немалые уральские реки», в том числе Юрюзань и Инзер. Далее, к северо-востоку, он изучил «славную в Башкирии Иремель» (1582 м), на которую поднялся. «Хребет… представляет обширную и ровную площадь: [с запада]… омывается он водами… Юрюзани, на востоке соединяется с хребтом Аваляк, [верх его] также болотист и покрыт лесом». Здесь берут начало Белая и Ай.
Затем Лепехин описал истоки Яика (гора Круглая, 1020 м) и рек Уйя и Миасса. Вдоль восточного склона Уралтау и цепи зауральских озер он прошел на север до Екатеринбурга, повернул на запад до Кунгура, а близ 58° в.д. — на юг и добрался до Юрюзани У 55° с.ш. В этом районе он описал много рудников; охарактеризовал ряд хребтов, в том числе Зигальга и Уреньга, отметив, что многие уральские вершины сильно заболочены. Через Златоуст он вернулся в Екатеринбург. За лето он трижды пересек Урал.
Зимовал Лепехин в Тюмени. Весной 1771 г. он направил в Архангельск своего спутника, студента академии
Оттуда Лепехин проехал на запад до верхней Вятки и устья ее притока Летки (у 50° в.д.), по долине которой поднялся к верховью, пересек Северные Увалы и через волок достиг верховьев Лузы, нижнего притока Юга: «…Немалые [здесь]… были возвышения. Холмы… глубокими разделены долинами, в которых весенние воды глубокие поделали овраги… Места на этом волоку были топкие». На лошадях по тракту Лепехин добрался до устья Сысолы и по Вычегде и Северной Двине спустился до Архангельска, где зимовал.
Озерецковский и Лепехин на Севере
Между тем Озерецковский летом 1771 г. обследовал Мурманский берег от устья р. Поной до Кольского залива. «Берега Лапландии… возвышены и во многих местах представляют огромные каменные утесы [пахты]. Горы, подходящие к берегу, безлесны, изрезаны множеством искривленных долин». От залива Озерецковский двинулся прямо на юг, вдоль р. Колы, через четыре озера, в том числе Имандру, достиг вершины Кандалакшской губы и таким образом пересек Кольский п-ов у его основания.
Летом 1772 г. Лепехин на баркасе осмотрел о. Мудьюгский у Зимнего берега Белого моря: «Пространство между… островом и матерым берегом называется Сухим морем. Сам остров… плоек, песчан и окружен мелью». Затем он обошел Летний берег, описал три Соловецких острова, основное внимание уделив рельефу главного острова, и вдоль Карельского берега добрался до вершины Кандалакшской губы. Оттуда он поднялся к озеру Имандра по р. Ниве, отметив по ее левому берегу «горы» (возвышенность до 785 м). Вернувшись к морю, Лепехин вдоль Кандалакшского и Терского берегов перешел к устью Поноя, где сомкнул свою опись с работой Озерецковского. Так в результате их совместного труда было обследовано все побережье Кольского п-ова — более 1100 км.