Поход «Сенявина» в акватории Тихого океана отмечен следующими событиями. Покинув 3 апреля Вальпарайсо, шлюп 12 июня бросил якорь на рейде Ново-Архангельска, центре Русской Америки, где оставался на протяжении пяти недель, за которые экипаж смог отдохнуть и выполнить необходимые ремонтные работы на корабле; натуралисты в это время занимались сбором образцов, характеризующих природу российских владений на Американском континенте, о пейзажах которого сам Литке отозвался так: «Мореходец, в первый раз усматривающий северо-западный берег Америки, поражается живописной его дикостью. Высокие островерхие горы, от вершины до подошвы покрытые девственными лесами, круто спускаются в море. При входе в обширный Ситкинский залив по левую руку гора Эджкомб, погасший вулкан, разнообразит картину; вправо и впереди цепь островов плотно оберегает материковый берег. Все тихо и дико; ничто не предвещает приближения к устроенному порту». Определенно, помимо качеств моряка и исследователя, Литке, несомненно, обладал и литературным даром.
19 июля он снова вышел в море и взял курс на остров Уналашка, расположенный в группе Алеутских островов. Эта работа была начата с острова Св. Матвея. Закончив ее 26 августа, Литке на «Сенявине» через Командорские острова перешел в Петропавловск на Камчатке, где оставался до 19 октября, занимаясь подготовкой похода к Каролинским островам.
Курс на юг был проложен с расчетом подтвердить или опровергнуть существование ряда островов, первоначальные сведения о которых были неточными. Не обнаружив этих островов, 26 ноября 1827 года Литке повел свой корабль к острову Юалан, расположенному на востоке Каролинского архипелага, чтобы в дальнейшем продолжить поиски ряда мелких островов, существование которых требовало подтверждения. И в этот раз работа не привела к новым открытиям, зато в новом 1828 года члены экспедиции увидали с борта «Сенявина» неизвестный остров, который аборигены называли Понапе.
С ближайшими островами он был нанесен на карту и вместе с другими назван группой островов Сенявина. Выполнив эту часть программы (включая комплекс метеорологических, геофизических и гравиметрических наблюдений), Литке повел свое судно на остров Гуам, центр местной испанской администрации, откуда, пополнив запасы воды и продовольствия, вновь вернулся на Каролины. В дальнейшем через острова Бонин он благополучно привел свой шлюп в гавань Петропавловска.
Плавание к Чукотке проходило вдоль восточного побережья Камчатки, попутно была составлена опись прибрежных островов. В первые дни июля были завершены работы на острове Карагинский – с тех пор пролив, отделяющий этот остров от Камчатки, носит имя Литке. 16 июля «Сенявин» бросил якорь в бухте Св. Лаврентия на Чукотском полуострове. Ни погодная, ни ледовая обстановка не грозили непосредственной опасностью, летнего времени впереди было достаточно, но Литке проявил присущую ему в былые годы осторожность, не приблизившись к рекордным значениям своих предшественников – Коцебу, проникшему на «Рюрике» в 1816 году далеко за Северный полярный круг, а также Шишмарёва, достигшего в 1821 году 70°13′ с. ш. При этом Литке описал особенность Берингова пролива, где моряки «увидели себя среди многочисленного архипелага островов. Верхи гор обеих материков, между которыми лежащие низменности скрывались в отдалении, казались островами. Некоторое время потребовалось на то, чтобы осмотреться и, так сказать, разобрать все видимое». Дело в особенностях геологического строения Чукотки, где многочисленные купола гор-батолитов, похожие друг на друга как близнецы, поднимаясь над морским горизонтом, создавали впечатление архипелага. Описные работы здесь охватили побережье от мыса Восточный (сейчас – мыс Дежнёва) на севере вплоть до мыса Наварин на юге, откуда 22 сентября «Сенявин» вернулся в Петропавловск, где его дожидался Станюкович на «Моллере». Теперь предстояло возвращение на родную Балтику в компании с «Моллером», отношения с командиром которого оставляли желать лучшего, в связи с чем Н. Н. Зубов отметил: «Сейчас, конечно, трудно судить обо всех обстоятельствах плавания «Моллера» и «Сенявина», но все же надо отметить, что по описи отечественных морей оба шлюпа могли бы сделать значительно больше». Как и прежде, плавание к родным берегам проходило то вместе, то врозь…
Зная о намеченных сроках визита Станюковича в Манилу, Литке решил еще раз посетить Каролинские острова, куда пришел 7 декабря «для отыскания островов, которые мы прошлой зимой не успели увидеть». Здесь «Сенявин» провел более месяца, описывая многочисленные острова с моря, высаживаясь на наиболее интересные с точки зрения природных особенностей. На этом выполнение научной программы Литке закончилось и он направился на Филлипины на соединение с «Моллером».
Возвращение «Сенявина» практически повторяло плавание «Камчатки», в котором Литке принимал участие двадцатилетним мичманом и теперь он мог взглянуть на мир с высоты капитанского мостика повзрослевшим капитан-лейтенантом. Из Манилы оба корабля вышли 18 января 1829 года, причем в Зондском проливе между Явой и Суматрой «Моллер» на короткое время оказался на мели, не показанной на карте. Снявшись с нее, он в сопровождении «Сенявина» продолжил свой путь на родину, посетив по пути Кейптаун, в то время как «Сенявин» продолжил свой путь к острову Св. Елены, где 24 апреля шлюпы опять встретились. Их дальнейшее совместное плавание проходило через остров Файял (Азорские острова) и порт Гавр (Франция), после которого пути кораблей разошлись снова: «Сенявин» посетил Лондон для поверки научных приборов, а «Моллер» направился в Копенгаген. Не дождавшись там Литке, командир «Моллера» взял курс на Кронштадт, куда благополучно прибыл 23 августа 1829 года. Литке на «Сенявине» закончил плавание двумя сутками позже. В 1834–1838 годах он издал описание своего кругосветного плавания пятью отдельными частями, включая результаты научных наблюдений и «Отделение мореходное с Атласом». В отличие от Литке, Станюкович не оставил описания своего плавания, и, таким образом, в научном отношении оно было в значительной мере обесценено.
С возвращением к родным берегам «Сенявина», казалось, опытного и полного сил моряка ожидала блестящая морская карьера, но случилось иначе. По своему оценив достоинства Литке и отдавая должное его заслугам, император Николай I назначил его командиром отряда кораблей, отправлявшихся в учебное плавание в Северную Атлантику с выпускниками первого выпуска Офицерских классов и старшим курсом гардемарин Морского корпуса. Чтобы приучить будущих моряков парусного флота к плаванию в самых сложных условиях, была выбрана акватория в районе Исландского барического минимума, с его непрерывными штормами и частой сменой погоды. Для тренировки личного состава и отработки командных навыков условий лучше было не придумать, но результаты похода поначалу вызвали неудовольствие августейшей особы: среди экипажей возникла эпидемия брюшного тифа, а заход в Брест (Франция) не удался по причине Июльской революции 1830 года – ни в том, ни в другом, разумеется, вины командира отряда не было, но именно командир во все времена отвечает за все неудачи…
