Лаптев не только не терял присутствия духа, но и не забывал производить научных наблюдений. Из всех участников описных работ на северных берегах Азии, им были доставлены, пожалуй, наиболее ценные сведения по общей географии края; он не забывал ни метеорологии, ни наблюдений над приливами, ни магнитного склонения, ни флоры, ни фауны, ни, наконец, населения. Что же касается точности его вычислений, равно как и Прончищева, то Врангель доказал, что при определении широт допущенные ими погрешности не превышали нескольких минут. Совершенно непростительным научным промахом является то, что обширные записки Харитона Лаптева не подверглись обработке и использованы лишь в самой незначительной степени.
Восстановив дисциплину и ободрив своих спутников, Лаптев объявил, чтобы к 25 сентября все здоровые были готовы выступить с ним в поход к месту их прежней зимовки. Но лёд упорно преследовал изнурённых моряков. Пройдя половину пути, они наткнулись на довольно широкую реку, по которой быстрым течением несло лёд. Переправиться на другую сторону не было никакой возможности; пришлось вернуться обратно и выжидать, когда наступят морозы. Лишь через месяц смогли вконец измотавшиеся моряки доплестись до места своего прежнего зимовья. Из больных, оставшихся некоторое время в лагере, четверо умерло, остальные же были доставлены на место зимовки в ноябре.
Итак, потерпев столько неудач при попытке обогнуть Таймырский полуостров с моря, моряки окончательно убедились, что задача эта, превышая человеческие силы, — невыполнима. На целых полтораста лет попытка эта осталась неосуществлённой.
Однако для засъёмки берегов Таймырского полуострова неудача эта не имела значения; в распоряжении исследователей были сухопутные возможности, на что и обратил внимание Лаптев. Предвидя возможность этого путешествия, он ещё в 1740 году озаботился заготовкой провианта и собак. Ранней весной следующего года все было готово к началу путешествия, которое предполагалось осуществить с помощью трех партий, действующих с трех различных сторон.
Первым отправился в путь Челюскин. На трех нартах, запряжённых собаками, 17 марта он выехал к устью реки Пясинги, откуда затем должен был отправиться по берегу вокруг Северозападного мыса на восток до устья реки Таймыры.
Через пять недель после него двинулась в путь вторая партия — геодезиста Чекина, также на трех нартах; он должен был действовать в противоположном направлении, т.-е., следуя восточным берегом на запад, обогнуть Северовосточный мыс и прибыть к конечному пункту экспедиции Челюскина, т.-е. на реку Таймыру. Сам же начальник всей экспедиции Лаптев должен был, взяв направление на север и обследовав внутренние части восточного Таймырского полуострова, закончить своё путешествие там же, т.-е. в устье Таймыры.
Отправным пунктом всех трех партий было место их зимовки — устье Хатанги. Хороший и предусмотрительный организатор, Лаптев ещё до выхода партий в путь отправил к устью Таймыры 12 нарт с провиантом и сушёным кормом для собак, а также 7 нарт к Таймырскому озеру и 2 нарты специально для Чекина. Всю остальную команду и грузы экспедиции Лаптев отправил на ста оленях на Енисей, для последующего похода в Туруханск.
Но не прошло и нескольких дней, как геодезист Чекин возвратился, условия передвижения показались ему крайне тяжёлыми. К тому же как у него самого, так и у его спутников настолько разболелись от непрерывного созерцания белой пелены глаза, что все они почти перестали видеть. Из возложенных на него поручений Чекин почти ничего не выполнил.
Под 75°21' произошла встреча Челюскина, имевшего уже весьма исхудавших собак, с Лаптевым; после встречи моряки повернули обратно и вскоре благополучно достигли Пясинги. В этот поход Лаптеву удалось не только добраться до устья Таймыры и определить её широту, но и дойти до Северозападного мыса и правильно определить его широту (76° 38').
Поход Лаптева в глубину Таймырского полуострова изобилует многими любопытными наблюдениями и сделанными из них выводами, правда, иногда курьёзными. Так, например, найдя в тундре вблизи Таймырского озера кости мамонта, он замечает: «По сей тундре, близ моря, лежащие находятся мамонтовые ноги, большие и малые, також и другие от корпуса кости». А на иных реках здешней тундры из берегов вымывает и целые звери мамонты, с обоими рогами; на них кожа толщиной в 5 дюймов , и шерсть и тело истлелые; а прочие кости, кроме помянутых рогов, весьма дряблые… Сей зверь мамонт есть, мнится быть, и ныне в море северном, на глубоких местах: понеже случалося по самым берегам моря находить роги, ничего в землю не врослые, которые уповательно волнами выбивает; а по тундре все роги находятся в земле верхним из острых концов, а тупым концом на верху земли».