Вообще архипелаг Новосибирские острова состоит из трех групп островов: это Ляховские острова (Большой Ляховский, Малый Ляховский и Столбовой; их открыл И. Ляхов); собственно Новосибирские острова, или острова Анжу (включают острова: Бельковский, Котельный, Земля Бунге, Фаддеевский, Новая Сибирь; остров Земля Бунге соединяется с островами Котельный и Фаддеевский, образуя единый массив); острова ДеЛонга (включают острова: Беннетта, Генриетты, Жаннетты, Жохова, Вилькицкого).
С середины 1880-х годов раскрытие тайны Земли Санникова стало делом жизни Эдуарда Васильевича Толля. Он родился 2 марта 1858 года в городе Ревеле (теперь Таллин). Его отец имел родовой титул барона, но, не обладая наследственным богатством, личным трудом добывал средства для содержания многочисленной семьи.
С 11 лет Эдуард начал учиться в местной школе, а после кончины отца и переезда семьи в город Юрьев (до 1893 года официально — Дерпт, с 1919 года и теперь — Тарту) продолжил занятия в местной школе. В 1878 году он поступил в знаменитый Дерптский (ныне Тартуский) университет на естественно-исторический факультет, где изучал минералогию, затем увлекся медициной и зоологией. По окончании университета (в 1882 году) он сопровождал зоолога М. Брауна в его научной поездке в Алжир и на Болеарские острова. Там под руководством профессора Брауна юноша исследовал фауну Средиземного моря. После путешествия он защитил кандидатскую диссертацию и был оставлен при университете в качестве лаборанта Зоологического института.
Молодого ученого заинтересовали результаты геологических исследований, проведенных на побережье Балтийского моря Федором Богдановичем Шмидтом, академиком, директором академического Минералогического музея. Вскоре он был назначен ученым хранителем этого музея. Весной 1884 года ему предложили участвовать в полярной экспедиции под руководством А. А. Бунге, организованной по решению Академии наук «для исследования прибрежья Ледовитого моря в Восточной Сибири, преимущественно от Лены по Яне, Индигирке, Алазее и Колыме, и проч., в особенности больших островов, лежащих в не слишком большом расстоянии от этого берега и получивших название Новой Сибири».
В декабре 1884 года Эдуард Толль уехал из Петербурга в Иркутск, где встретился с начальником экспедиции Александром Бунге.
В течение 1885–1886 годов Толль исследовал в геологическом отношении район реки Яны, расположенный восточнее Лены за Северным полярным кругом, и Новосибирские острова. Он обследовал острова Котельный, Новая Сибирь, Фаддеевский и назвал Землей Бунге безымянную до тех пор обширную песчаную низменность между островами Котельный и Фаддеевский. На Новосибирских островах молодому ученому довелось иметь дело с загадочным ископаемым каменным льдом, покрытым массами глины, песка и торфа. Толль был первым исследователем, установившим причину появления этого природного явления, первым, кто связал образование каменных льдов с древним мощным оледенением. Именно тогда он уверовал в существование к северу от острова Котельный таинственной Земли Санникова.
После возвращения в Петербург Толль на заседании Академии наук доложил о результатах проведенных исследований. В заключение он призвал Академию наук продолжить исследования Новосибирских островов и заявил: «Неужели мы отдадим последнее из полей действия для открытия нашего севера опять другим народам? Ведь одна из виденных Санниковым земель уже открыта американцами… Мы, русские, пользуясь опытом наших предков, уже по географическому положению лучше всех других наций в состоянии организовать экспедиции для открытия архипелага, лежащего на север от наших Новосибирских островов, и исполнить их так, чтобы результаты были и счастливы и плодотворны».
В 1888 году Толлю, как члену Геологического комитета (этот комитет был основан в Петербурге в 1882 году для организации геологических исследований), поручили провести геологическую съемку в Петербургской губернии и в Курляндии (территория Латвии). К этому времени относится его женитьба на Эммелине Вилькен. Их брак оказался счастливым. У Эдуарда Васильевича и Эммелины Николаевны были три дочери и сын, но последний скончался в раннем детстве. Жена, преданный друг Э. В. Толля, поддерживала его во всех научных делах и стойко переносила длительную разлуку во время пребывания мужа в дальних экспедициях.
В 1890 году Э. В. Толль ездил в Вену для участия в Международной географической конференции. На этой конференции он познакомился с норвежским полярным исследователем Фритьофом Нансеном. В это время Нансен обдумывал смелый план дрейфа на специально построенном судне «Фрам» от Новосибирских островов через район Северного полюса. До отъезда в свою вторую полярную экспедицию Толль по просьбе Нансена организовал доставку на «Фрам» сибирских ездовых собак. Он также решил (по собственной инициативе) заложить на Новосибирских островах продовольственные склады на случай, если с «Фрамом» случится беда и Нансену со спутниками придется возвращаться на материк по льду через Новосибирские острова.