Зимой 1641 года отряд конных казаков Михаила Стадухина и его помощника Флора Гаврилова прошёл по притоку Алдана на Оймяконское плоскогорье и верховья Индигирки. По его сообщению, здесь «нет лесов, лугов, а всё болота и камень». А южнее, говорят, течёт к «тёплому морю» река. Туда направили отряд Андрея Горелова. Он вернулся через полтора месяца, пройдя полтысячи вёрст. Побывал на той реке Охоте, которая «рыбная, быстрая… по берегу рыбы, что дров лежит».

Отряд Стадухина совершил первое плавание вверх по широкой Колыме, за две недели добравшись до устья, где заложили Нижнеколымский острог. Отсюда был направлен на юго-восток, к морю отряд под командованием Семёна Моторы. На «захребетной реке Анадырь» он соединился с группой Семейки (Семёна) Дежнёва. Они собирали с местных жителей – юкагиров – ясак и «приводили их под высокую царскую руку».

Река Колыма, на которой возвели три острога, стала важным рубежом, от которого шло продвижение к Тихому океану.

В 1647 году Холмогорский промышленник Федот Попов и казак Семён Дежнёв снарядили отряд «за моржовым клыком», направившийся морем на восток от устья Колымы. Однако на пути встретились непроходимые льды, так что пришлось вернуться. Летом следующего года на шести кочах предприняли вторую попытку.

Три судна дошли до Большого Чукотского Носа (ныне мыс Дежнёва). Они первыми вошли в пролив, разделяющий Азию и Новый Свет. Чукотское море встретило их сильным штормом. Одно судно разбила льдина, два других разметало в разные стороны. Коч Дежнёва добрался до берега Чукотки близ Анадырского залива.

Другой коч – Федота Попова и Герасима Анкидинова – тоже был вынесен сильными ветрами и течением в Тихий океан и достиг Камчатки. Перезимовав, они по морю обогнули полуостров, но после второй зимовки частью умерли от цинги, частью были убиты камчадалами.

Дежнёв доложил о своём проходе в Тихий океан: «И носило меня, Семейку, после Покрова Богородицы [1 октября] всюда неволею и выбросило на берег в передний конец [на юг] за Анадырь-реку. И было нас на коче всех двадцать пять человек. И пошли мы все в гору, сами путь себе не знаем, холодны и голодны, наги и босы. И шёл я, бедный Семейка, с товарищи до Анадыря-реки ровно десять недель, и пали [попали] на Анадырь-реку вниз, близко моря, и рыбы добыть не могли, лесу нет. И с голоду, мы, бедные, врозь разбрелись. И вверх по Анадыре пошло двенадцать человек и ходили двадцать ден, людей и аргишниц [оленьих упряжек], дорог иноземских не видали и воротились назад и, не дошед, за три дня, днища [одного дня пути] до стану, обночевались, почали в снегу ямы копать».

В челобитной царю Алексею Михайловичу (1662) он сообщал: «И я, холоп твой, с ними, торговыми и промышленными людьми, шли морем, на шти кочах, девяносто человек; и прошед Анадырское устье, судом Божиим те наши все кочи море разбило, и… людей от того морского разбою на море потонуло и на тундре от иноземцев побитых, а иные голодною смертью померли, итого всех изгибло 64 человека».

Дежнёву принадлежит первое описание Чукотки: «Тот нос вышел в море гораздо далеко. А живут на нём чукчи добре много. А против того носу на островах живут люди, называют их зубатыми, потому что пронимают они сквозь губу по два зуба немалых костяных. А лежит тот нос промеж сивер на полуношник, а с русскую сторону носа признана вышла речка, становье тут у чукоч делано, что башни из кости китовой, а нос поворачивает кругом к Анадырь-реке… А река Анадырь не лесна и соболей по ней мало… а иного чёрного лесу нет никакого, кроме березнику и осиннику… от берегов лесу не широко, всё тундра да камень».