«Выехав из Екатеринбурга 27 июля, продолжал мой путь до города Кунгура, в котором принужден был промедлить 5 дней для находящейся под сим городом пещеры, в горе берег реки Силвы составляющей, называемой Ледяная, ибо малое отверстие в сию пещеру заросло толстым льдом, который должно было пробивать. Из Кунгура через КрасноУфимскую крепость пробирался я по реке Аю к Симским вершинам, с которых поворотил к центру Оренбургского Урала, где был на самовысочайших зауральских хребтах… где нередко дождевые облака видели под нашими ногами».
На карте маршрутов Лепехина путь от Екатеринбурга по Чусовой, оттуда на юг, а затем вновь к Екатеринбургу представлен в виде огромной петли. Зимовал Лепехин в Тюмени.
Так как первоначально намеченный Академией наук план путешествия был выполнен, то Лепехин обратился к руководству с предложением обратный путь отряда проложить по маршруту Верхотурье — Соликамск — Устюг Великий — Северная Двина — Архангельск; в Архангельске предполагалось зимовать. Ученый предложил 1771 год посвятить исследованию Архангельского края, а следующий год употребить на сбор сведений о природе Белого моря.
Предложения Лепехина были одобрены, и зимой 1771 года он послал в Архангельск студента Озерецковского с чучельником и стрелком Тобольского батальона Тарасовым. Студент доставил письмо архангельскому губернатору Е. А. Еоловцыну, в котором Лепехин просил оказать необходимую помощь передовой группе отряда в сборе коллекции птиц, рыб и «прочих Белого моря продуктов». Еубернатор откликнулся на просьбу ученого и сообщил ему, что будет всячески содействовать экспедиции в успешном проведении исследований, — это он и выполнил в дальнейшем.
Лепехин выехал из Тюмени на запад 20 мая 1771 года. О трудном пути через Уральские горы в Соликамск, куда отряд прибыл 25 июня, рассказано в начале очерка.
Там Лепехин посетил знаменитый ботанический сад Демидовых. Затем отряд направился на запад, в Кай-городок на Каме. Туда пришло из Петербурга радостное известие о назначении Лепехина академиком.
Далее путь лежал по берегу реки Вятки, где Лепехин нашел шиферный камень, медную руду, каменный уголь. Спускаясь по реке Сысоле до места ее впадения в реку Вычегду, где расположено Усть-Сысолье (теперь Сыктывкар), Лепехин ознакомился с жизнью пермяков и зырян (теперь народность коми). Этот путь отряд совершил верхом на лошадях по сплошному бездорожью и болотам. Далее, двигаясь по берегу Вычегды и плывя на лодке, Лепехин добрался до Великого Устюга. Оттуда на небольшом судне ученый по Северной Двине приплыл в Архангельск.
Туда же в декабре прибыла из Колы группа Озерецковского, которая к тому времени обследовала Мурманский берег от устья реки Поной до Кольского залива. Озерецковский точно описал обследованное им побережье, начав с общей характеристики рельефа местности: «Берега Лапландии. возвышены и во многих местах представляют огромные каменные утесы. Торы, подходящие к берегу, безлесны, изрезаны множеством искривленных долин».
Лепехин был удовлетворен работой своего ученика. Он писал в Академию:
«Рачением студента Озерецковского собрано немало приморских птиц и рыб, также и разных родов морских животных и растений, сверх того ничего им не упущено, что по предписанию моему от него было требовать можно, так-то: описание Кольской страны, образ жития и нравы живущих между Архангельском и Колою».
Из-за плохой погоды Лепехин сумел выйти в плавание на выделенном архангелогородскими властями поморском карбасе с гребцами-солдатами, привычными к судовому делу только в июне 1772 года. Он осмотрел остров Мудьюгский у Зимнего берега Белого моря. Затем обошел Летний берег, описал Соловецкие острова, основное внимание уделив описанию рельефа наибольшего из них.
Далее он поплыл вдоль Карельского берега до вершины Кандалакшской губы. Оттуда по реке Ниве поднялся к озеру Имандра, описав берега реки. Возвратившись к морю, Лепехин вдоль Кандалакшского и Терского берегов добрался до устья реки Поной, то есть до места, откуда Озерецковский начал опись Мурманского берега. Таким образом, они вместе обследовали все побережье Кольского полуострова протяженностью более 1 100 километров.
Описал Лепехин и островки, расположенные в Белом море севернее устья реки Поной. Он посчитал, что они являются естественной границей Белого моря, и подчеркнул, что около них мутные или белесоватые беломорские воды сливаются с зеленой водой Баренцева моря. Он отметил также особенности погоды в этом районе:
«Три острова по Белому морю и тем знамениты, что они особливый составляют климат, ибо с них почти никогда снег не сходит, и в самое жаркое время, когда подуют восточные ветры, пронзительна бывает стужа. Причиной сему к востоку лежащее Ледовитое море, откуда стужа ветрами приносится. Ветры сии и великую делают остановку в мореплавании, ибо густые принося льды, проход в Белое море запирают».