В начале февраля экспедиция оставила Сибирский гракт и направилась на север в Енисейск, а затем в Туруханск, где были сделаны последние поиготовления к предстоящему пуаешествию на Таймыр. 23 марта Миддендорф со своими спутниками двинулся в Дудинку, а затем в селение Коренное-Филипповское на реке Боганиде .По дороге в селе Введенском к экспедиции присоединяется еще один человек - местный житель Тит Лаптуков, знающий язык ненцев, - несмотря на свой почти семидесятилетний возраст, человек закаленный, хорошо ориентирующийся в местных условиях и, несомненно, много сделавший для успешного проведения экспедиции.
В это время в тундре свирепствовала эпидемия оспы, и целые стойбища полностью вымирали. Миддендорф как врач не мог оставить коренные народы без врачебной помощи, одновременно понимая, что в условиях короткого полярного лета любая задержка может привести экспедицию к тяжелым последствиям.
От местных жителей Александр Федорович узнал, что в низовьях реки Таймырки не кочует ни одно племя ненцев и для того, чтобы выйти к побережью, необходимо взять лодку и на ней спуститься рекой к морю. Построить лодку в тех условиях было трудно: лес находился южнее села Коренного-Филшшовского, на расстоянии одного дня пути. Почти месяц спутники Миддендорфа делали последние приготовления и строили лодку, а он сам проводил научные исследования по рекам Хете и Хатанге.
Седьмого мая Миддендорф с четырьмя спутниками - Вагановым, Лаптуковым и казаками Василием Седельниковым и Егором Лавурским - на девяти санях направляется на север к Таймырскому озеру. В верховьях реки Новой Миддендорф встречает самое северное стойбище Тойчума. Все жители стойбища к этому времени были больны оспой, а многие к приходу экспедиции погибли от страшной болезни. Из нескольких десятков человек только один мог ходить, а другой с трудом вставал. Здесь и пригодились Александру Федоровичу его знания и опыт врача. Он понимал, что им нужно спешить, но остаться безучастным не мог и десять дней лечил жителей стойбища. За это время ненцы полюбили русского шамана, как они называли Миддендорфа, и благодаря этому ему удалось достать у них оленей и купить маленький челнок, который очень пригодился в дальнейшем путешествии.
В начале июня экспедиция спускается по реке Таймырке до урочища Саттяга-Мылла, и в ожидании, когда озеро очистится ото льда, Миддендорф проводит научные исследования, изучает окрестности и готовится к дальнейшему путешествию на побережье. Много времени заняла переброска груза на южное побережье озера, где Миддендорф решил оставить часть продовольствия и зимней одежды. Тойчум, перекочевавший со своим родом в этот район тундры, обещал ждать участников экспедиции до их возвращения. Только в начале августа, продвигаясь с трудом из-за ненастья и шторма вдоль берега озера, экспедиция вышла к истокам Нижней Таймырки, вытекающей из озера и несущей свои воды в океан.
От озера Миддендорф поплыл по реке и Северному Ледовитому океану. Путешествие к океану затянулось, стали подходить к концу запасы продовольствия. "Четвертого августа были розданы остатки имеющихся в запасе сухарей, - писал в своем дневнике Миддендорф, - и с августа, за недостатком хлеба, должны были питаться сырой рыбой, и то попадавшейся очень скудно". В конце августа пошел снег, и температура ночью опустилась до 10 градусов ниже нуля. С каждым днем становилось все труднее и труднее плыть на лодке. Но Миддендорф не помышлял о возвращении. Наконец на 76-м градусе северной широты путешественники увидели море, вдающееся в сушу широким заливом. Попытка выйти в открытое море закончилась неудачно: ураганный ветер и мели заставили путешественников повернуть назад.
Обратный путь к стойбищу Тойчума был еще труднее: силы участников экспедиции на исходе, продукты кончились, по берегам образовались забереги, вода в реке быстро падала, и часто путешественникам приходилось бросаться в ледяную воду, чтобы столкнуть лодку с мели.
Когда добрались к истокам Нижней Таймырки, разыгравшаяся буря заставила, посадить лодку на мель, и четыре дня в обледеневшей одежде, без пищи (погода не позволяла рыбачить) путешественники ждали окончания бури.
27 августа ветер немного стих; Миддендорф взобрался на прибрежный холм и увидел в подзорную трубу приближающуюся белую гряду, тянущуюся через все озеро.