Охотска в конце января 1727 года, остальные оставляли в снегу на всём протяжении пути. Всю следующую весну поисковые отряды разыскивали брошенные сани с грузами и доставляли их в Охотск. Позже всех выступил со своим отрядом Чириков. Перезимовав в Якутске и собрав как можно больше запасов муки, он по рекам вполне благополучно доставил в Охотск запасы продовольствия. К началу лета 1727 года все три отряда объединились и приступили к постройке корабля.
22 августа 1727 года только что построенное судно «Фортуна» под командованием Беринга вышло в Охотское море, а вместе с ним – небольшой бот (судно с одной мачтой), которым командовал Чириков. Через неделю экспедиция добралась до западных берегов Камчатки и 4 сентября бросила якорь в устье реки Большая у поселения Большерецк. Для продолжения путешествия необходимо было переправиться на восточный берег полуострова, в Нижне-Камчатск. Чириков, недовольный чрезмерной осторожностью Беринга, настаивал на том, чтобы добраться до Нижне-Камчатска морем, обогнув Камчатку с юга. Однако на «Фортуне» началась сильная течь. Беринг, не имея представления о реальных размерах Камчатки, решил не рисковать. Он предложил проплыть вверх по реке Большой, пока её не скуёт льдом, а затем на собачьих упряжках добраться до Нижне-Камчатска. Приближалась зима, и экспедицию ожидал ещё один изнурительный переход – опасный, но проверенный. За зиму преодолели около 800 километров. По воспоминаниям Беринга, для ночёвки приходилось рыть глубокие ямы в снегу, чтобы не замёрзнуть. «И ежели застанет метелица на чистом месте, а стана себе сделать не успеют, то заносит людей снегом, отчего и умирают», – писал он.
В Нижне-Камчатске весной 1728 года начали строить бот «Святой Гавриил». 9 июля он был спущен на воду, а 13 июля вышел из устья реки Камчатки и отправился на северо-восток. Экипаж состоял из 44 человек, включая Беринга, Шпанберга и Чирикова. Через три дня экспедиция совершила первое географическое открытие – остров Карагинский. Шли водами, которые в наши дни называются Анадырским заливом, заливом Креста или бухтой Провидения. Ещё через несколько дней открыли большой остров Святого Лаврентия. 11 августа судно вошло в пролив, отделяющий Азию от Америки, который позже Джеймс Кук предложит назвать Беринговым. Однако экипаж «Святого Гавриила» не знал этого и держал курс дальше на север. На другой день обнаружили, что земля, которая всё время находилась слева по борту, вдруг осталась далеко позади. 13 августа пересекли Северный полярный круг. Никакой земли ни на севере, ни на востоке, ни на западе не было видно. Беринг посчитал, что они выполнили задание императора, так как установили, что Азия и Америка разделяются морем. Однако прежде чем повернуть назад, он устроил совещание с помощниками. Шпанберг занял осторожную позицию и предложил поскорей возвращаться и зимовать на Камчатке, чтобы следующей весной продолжить исследования. Чириков считал: утверждать, что Азия и Америка разделяются морем, можно лишь тогда, когда корабль дойдёт до известных русским мест, например до устья реки Колымы. Таким образом, он предлагал повернуть на запад и продолжить плавание вдоль побережья Чукотского полуострова. Осторожный Беринг поддержал предложение Шпанберга и, проплыв ещё день в северном направлении, отдал приказ возвращаться на Камчатку. Открыв по пути остров Святого Диомида, 2 сентября «Святой Гавриил» возвратился в Нижне-Камчатск, где экспедиция осталась зимовать.
Летом 1729 года было решено совершить ещё одну попытку всё-таки найти американский континент. Путешественники отправились на восток, так как, по словам жителей Камчатки, в том направлении в ясные дни виднелась «чрез море» земля. Вероятно, речь шла об острове, который позже назовут островом Беринга. Выйдя в море 5 июня, «Святой Гавриил» отправился строго на восток и с большим трудом прошёл около 300 километров. Кораблю мешали сильные северные ветра. Никакой земли обнаружить не удалось. Обзору мешал «великий туман», который опустился на море. Затем начался сильный шторм, и Беринг решил вернуться сразу в Охотск. На обратном пути впервые в истории Камчатку обогнули с юга и установили её точные размеры. 23 июня 1729 года «Святой Гавриил» благополучно зашел в Охотск, а через неделю путешественники отправились в Якутск на лошадях. Первая камчатская экспедиция вернулась в Петербург 1 марта 1730 года, через 5 лет после её начала.
Группа учёных во главе с Берингом внесла огромный вклад в развитие российской науки. По пути следования они определили точные географические координаты 28 пунктов от Тобольска до Чукотского моря. Карта, составленная по итогам экспедиции, дала реальное представление о размерах России, включая Камчатку. Однако были люди, утверждавшие, будто Беринг не смог доказать, что Азия не соединяется с Америкой. Поэтому по возвращении в Петербург Беринг не только составил подробный отчёт о своём путешествии, но и начал разрабатывать проект Второй камчатской экспедиции. Этот проект со временем разросся в грандиозное научное событие, получившее название Великая Северная экспедиция. Перед ней были поставлены глобальные задачи: подробно исследовать русский Север и Дальний Восток, вплоть до Аляски, а также Курильские и Японские острова. Исследователей особенно интересовал морской путь из Архангельска к Тихому океану.
Проект Беринга был утверждён, 17 апреля 1732 года царица Анна Иоанновна подписала указ об экспедиции. Руководителем проекта был назначен Беринг, которому присвоили звание капитана-командора. В обязанности этого военного чина входило командование отрядами кораблей. В экспедиции было задействовано более 500 учёных, морских офицеров и матросов, которые в начале 1733 года отправились в путь.
Экспедиция состояла из нескольких отрядов, каждый из которых возглавлял опытный офицер. Перед отрядами стояла задача изучить и провести точное картографирование закреплённого за ними участка. Первый отряд изучал северное побережье России – от устья реки Печоры до устья Оби. Второй отряд двигался на восток – от устья Оби до устья Енисея. Восточно-Енисейский отряд описывал северное побережье – от устья Енисея, вдоль полуострова Таймыр до реки Хатанги. Западно-ленский отряд двигался от устья реки Лены на запад, к Таймыру и Енисею. Восточно-ленский отряд должен был добраться морем от устья Лены до Камчатки и провести тщательное изучение самой дальней, северо-восточной оконечности Евразии. Южный отряд под руководством Мартына Шпанберга должен был найти морской путь от Камчатки в Японию. Так называемый Академический отряд, в который входили известные российские учёные того времени, проводил географические, этнографические, геологические и метеорологические исследования материковой Сибири и Дальнего Востока. Сам Беринг возглавлял отряд, которому было поручено найти морской путь в Америку, а также руководил остальными отрядами.
Северная экспедиция стала грандиозным научным и организационным предприятием. Все отряды практически полностью справились со своими задачами. Меньше всего повезло Восточно-Ленскому отряду, который должен был проплыть от устья реки Лены до Камчатки. Непроходимые
