Одним из первопроходцев, проложивших путь к освоению Севера, был казак Семён Иванович Дежнёв.
Экспедицию по исследованию северных берегов Российской империи в конце своего царствования задумал Петр I.
Побережье Северного Ледовитого океана было разбито на пять участков, каждый из которых изучала специальная поисковая партия. Планы Петра I стали претворяться в жизнь, и в 1733 году началась Великая Северная экспедиция.
Российские офицеры Муравьёв и Павлов, выйдя из Архангельска, обследовали остров Вайгач. Зимовку путешественники провели в устье реки Печоры. На следующий год они предприняли попытку добраться до устья Оби, но безуспешно. Тяжелые льды преграждали кораблям путь. Снова зимовка. Нервы командиров не выдержали. Они разругались друг с другом, потеряли авторитету команды и были разжалованы в матросы. Экспедицию возглавили лейтенанты Малыгин, Скуратов и Сухотин.
В 1736 году Малыгину удалось пройти Карское море. В устье Кары он разбил лагерь. Благополучно перезимовав в Обдорске, Малыгин продолжил путешествие. Лето 1737 года выдалось на удивление теплым. 16 августа корабль Малыгина обогнул полуостров Ямал и вошел в устье Оби.
Лейтенант Овцын командовал отрядом, которому предстояло исследовать побережье от Оби до Енисея. Он вышел из Тобольска 14 мая 1734 года и направился вниз по Оби. В Обской губе корабль столкнулся с большим ледяным полем, обойти которое не смог. Путешественники перезимовали в Обдорске, однако и на следующее лето продвинуться дальше им вновь не удалось. Льды помешали продвижению на север и в 1736 году. Лишь на следующий год Овцын вышел из Обской губы и добрался до Енисейска.
В июне 1735 года из Якутска вышел корабль, на борту которого находились члены экспедиции ленского отряда. Командовал отрядом лейтенант Прончищев, который взял в путешествие жену. Кроме них на борту находились штурман Челюскин, геодезист Чекин и 50 матросов. Мария Прончищева стала первой женщиной, участвовавшей в исследовании полярных областей. 23 августа, выйдя из устья Лены, корабль подошел к реке Оленёк. Перезимовав, Прончищев приказал двигаться на запад. Корабль окружали, как написал лейтенант, «самые глухие льды, которым и конца видать не могли».
Члены команды Прончищева стали болеть. Захворал и командир. Корабль не мог пробиться кустью. На путешественников нападали огромные белые медведи. 29 августа 1736 года Прончищев скончался. Лейтенанта похоронили на мысе Тумуль. Через несколько дней умерла и Мария Прончищева.
Командиром отряда стал Харитон Лаптев, умелый мореход. В 1739 году он начал продвижение вокруг полуострова Таймыр. В устье Хатанги корабль Лаптева вмерз в лед. Началась зимовка. В 1740 году льдина пробила борт судна, и в трюм хлынула вода. В считанные минуты корабль затонул. Полярники едва успели спасти груз. Два месяца они добирались до лагеря.
30 мая 1742 года Челюскин достиг самой северной точки России и Азии. «Сей мыс каменный, приярый, высоты средней, около него льды гладкие и торосов нет. Здесь именован мной оный мыс — Восточно-северный мыс». Потомки назовут его мысом Челюскина.
Наиболее трудная задача стояла перед пятым отрядом, которому предстояло нанести на карту изображение большого участка побережья от Лены до Чукотки. Из первой экспедиции выжило всего девять человек, остальные умерли от цинги. Отряд возглавил брат Харитона Лаптева Дмитрий. Преодолевая льды, его корабль «Иркутск» достиг Индигирки. Лаптев добрался до Колымы, прорубая во льдах путь для судна.
Великая Северная экспедиция сыграла важную роль в становлении географической науки в России. На карту было нанесено побережье Северного Ледовитого океана от Северной Двины до Тихого океана.