25 августа 1817 г. «Камчатка» вышла из Кронштадтской гавани. Вместе с Врангелем на борту находились Ф.П. Литке и лицейский друг А.С. Пушкина Ф.Ф. Матюшкин. Через два океана пролёг путь «Камчатки» к Русской Америке, городу Ново-Архангельску, двадцать лет назад заложенному на острове Ситха Александром Барановым. Обратный путь пролегал через Индийский океан. Всё плавание заняло два года и десять дней. Врангель показал себя с самой лучшей стороны, и его, испытанного в сложном кругосветном плавании, В.М. Головнин рекомендовал главой экспедиции на крайний северо-восток Сибири.

Экспедиция направлялась к устьям Яны и Колымы через почти 80 лет после В. Прончищева и X. Лаптева с тем, чтобы нанести на карту восточную часть побережья Ледовитого океана вплоть до Берингова пролива. А помимо этого — проверить гипотезу о существовании не открытой ещё земли, соединяющей Азию с Америкой.

Образовано было два отряда: первый под руководством Петра Анжу должен был провести съёмку побережья на запад от Индигирки до Оленёка, второму — во главе с Ф. Врангелем, район действия распространялся к востоку, вплоть до Колючинской губы на севере Чукотского полуострова.

Врангель и Анжу выехали из Петербурга 23 марта 1820 года. Анжу задержался в Москве, а Врангель поехал дальше.

«Для ускорения езды нашей мы взяли с собой только два небольших чемодана с необходимым платьем и бельём и отправились на обыкновенных перекладных...» — так начал рассказ о своём путешествии на восток Врангель в книге «Путешествие по северным берегам Сибири и по Ледовитому морю, совершенное в 1820, 1821, 1823 и 1824 годах экспедициею, состоящею под начальством флота лейтенанта Фердинанда фон Врангеля».

Кстати, путь книги к русскому читателю был долгим. Она написана была в 1826 году. Сначала Е.А. Энгельгардт сделал перевод рукописи на немецкий язык, и книга была издана с предисловием крупнейшего немецкого географа Карла Риттера. Потом полярный путешественник майор Сэбин издал книгу Врангеля на английском языке. С первого английского издания был сделан и опубликован французский перевод, затем появилось уже второе английское издание. Только в 1841 году «Путешествие...» Врангеля издано на русском языке, через 17 лет после его возвращения из экспедиции.

Автор книги, лейтенант, стал к тому времени уже контр-адмиралом. Но книга вышла с тем же титульным листом, что первоначально был подготовлен с посвящением: «Его императорскому Высочеству государю великому князю Константину Николаевичу верноподданнейше...». Так тогда было принято.

В начале книги Врангель излагает историю полярных плаваний, особенно подробно повествуя о героических путешествиях русских первооткрывателей морских путей на восток, через льды морей — от одной сибирской реки к другой. Постепенно он доходит до года 1820-го, когда выехал вместе с небольшим своим отрядом: «Вследствие Высочайшей воли... и по собственному желанию определены к сему отряду: мичман Матюшкин, доктор медицины Кибер, слесарь Иванников, матрос Нехорошков...»

Врангелю покровительствовал просвещённейший человек того времени, генерал-губернатор Сибири и действительный статский советник Михаил Михайлович Сперанский. С ним предстояла встреча в Иркутске, до которого надо было преодолеть более пяти тысяч вёрст.

Проезжая через города, пересекая разливающиеся реки, «достигли мы, наконец, неизмеримой Сибири...», — записывал Врангель.

Пять тысяч вёрст до Иркутска — по бездорожью, через широкие разливы рек, болота и горные кряжи. В пути прошёл месяц, в течение которого: «встречали... несколько раз весну и несколько раз зиму... В романтическом Красноярске улыбалась нам роскошнейшая весна, а в Иркутске стояли сады уже в полном цвете», — отмечал Врангель. В Сибири он обнаружил неожиданно для себя «большие, хорошо устроенные деревни и совершенную безопасность, какую едва ли можно найти в образованнейших государствах Европы... При перемене лошадей случалось днём или ночью вещи наши лежали на большой дороге без всякого присмотра, и часто, при малейшем изъявлении на счёт того опасения, нам отвечали прямосердечно: «Небось! Тут ничего не украдут!» Целый месяц путешественники провели в Иркутске. Сразу же по приезде Врангель пришёл на приём к генерал-губернатору Сибири Сперанскому. Либеральный администратор проявил большой интерес к предстоящей экспедиции, устроил встречу с уже бывалым северным путешественником Матвеем Геденштромом, десять лет назад исследовавшим Новосибирские острова. Послушав его рассказ, Врангель записал: «Картина стран, покрытых вечным саваном, сотканным из снега и льдов... была, признаюсь, по крайней мере, непривлекательна; впрочем, она не имела никакого особенно влияния на весёлую бодрость нашу».

Когда прибыл Анжу и все были в сборе, отправились из Иркутска на север. В Качуге (236 вёрст от Иркутска) погрузились на плоскодонное судно, павозок, и поплыли вниз по Лене к Якутску (такое судно сколачивалось из досок только на один рейс, по окончании которого разбивалось на дрова). Через две недели плавания, напротив впадения в Лену Олёкмы пришлось испытать сильную бурю с дождём, после которой павозок укрепили стволами лиственниц. На 27-й день, преодолев 2500 вёрст, экспедиция прибыла в Якутск, который, по замечанию Врангеля, «носит на себе совершенный отпечаток холодного, мрачного севера». В нём было более четырёх тысяч жителей, пятьсот домов, пять церквей, один монастырь; сохранилась деревянная церковь, построенная в 1647 году казаками-первооткрывателями.

От Якутска двинулись к Алдану на лошадях, потом — на Верхнюю Яну и в городок Зашиверск на Индигирке. Пересекли залесенный Алазейский хребет и к концу октября были уже на Колыме, в Среднеколымске, состоявшем тогда всего из тринадцати домов.

«2 ноября при 32-градусном морозе прибыли в Нижнеколымск. Т. о. проехав всего 11 тыс. вёрст в 224 дня, достигли мы первой цели нашего путешествия — бедной рыбацкой деревни, которая на три года сделалась нашим главным местопребыванием».

Нижнеколымский острог, основанный в 1744 году Михайлом Стадухиным, располагался на своего рода острове, отрезанном от мира выше устья колымского притока Омолона рукавом Колымы, уходящим на восток-северо-восток и соединяющимся с главной рекой. Это был низменный заболоченный остров, острог находился на южном его берегу. Его окружали четыре десятка домов и «россыпь» юкагирских юрт. Вокруг необозримая безлесная тундра, а на севере — покрытое льдом море и «холодные северо-западные ветры, почти постоянно здесь господствующие, беспрепятственно могут действовать со всей жестокостью».

Летом солнце не заходило 52 дня — с 15 мая по 6 июля. «Однако ж от этого мало пользы, ибо оно стоит так низко, что только светит, но почти совсем не нагревает воздуха... В июле воздух становится гораздо чище и приятнее, но природа как будто хочет произвести в здешних жителях отвращение от прелестей лета и заставить их желать возврата зимы: в первых числах месяца появляются миллионы комаров, помрачающие воздух густыми облаками...»

Заметив, что в природе всегда «вред с пользою всюду уравновешивается», обратил Врангель внимание на то, что именно несметные полчища комаров заставляют оленей покидать леса и мчаться в обдуваемую холодными ветрами приморскую тундру, где нет комаров, а под ногами обильные пастбища лишайников, «оленьего мха».

Нижнеколымск на три года стал базой врангелевской экспедиции. Место поражало суровостью и пустынностью. «Один взгляд на ужасную пустыню невольно вселяет мысль: здесь граница обитаемого света, — писал Врангель. — Присутствие животных отнести должно к вечному закону природы; единственно по инстинкту сделались они обитателями ледяной пустыни. Но как очутился здесь человек? Что могло завлечь его сюда, в могилу природы?» И вот как он ответил на этот самим им поставленный вопрос: «Кочевые народы умеренного климата переходят из одной плодоносной страны в другую и постепенно, через многие поколения, удаляются столь далеко от своей родины, что делаются для неё чуждыми, предпочитая ей новую отчизну...»