9 сентября 1768 года началась зимовка, продолжавшаяся до 2 августа 1769 года. В период зимовки он организовал регулярные метеорологические наблюдения, а ранней весной по льду – геодезические работы. За 328 дней зимовки умерло семь человек из четырнадцати и серьезно заболел сам Ф. Т. Розмыслов.
2—7 августа 1769 года Розмыслов через пролив Маточкин Шар вышел в Карское море и исследовал эту часть побережья архипелага. Однако его кочмара погибла во льдах. На его удачу, остатки экспедиции встретили кочмару промышленников А. Ермолина и Н. Лодыгина и возвратились на ней в Архангельск (Ф. Т. Розмыслов погиб через два года в Финском заливе при крушении судна, на котором он служил).
В результате проведенных работ Розмыслов впервые описал и нанес на географическую карту пролив Маточкин Шар (пролив, отделяющий Северный остров архипелага Новая Земля от Южного и соединяющий Баренцево море с Карским), а также составил опись южной части Баренцева моря от Семи Островов до архипелага Новая Земля. Позже адмирал, академик Ф. П. Литке отмечал, что качество работ Ф. Т. Розмыслова превосходило качество его собственных работ. Такой же отзыв об исследованиях давали и позднейшие путешественники на Новую Землю. Летом 1897 года английские путешественники нашли следы зимовья Розмыслова в Белужьей губе.
Результаты экспедиции были опубликованы в монографии Н. Чулкова «Экспедиция на Новую Землю под начальством Розмыслова в 1768—1769 гг.» только в 1898 году.
Однако с началом русско-турецкой войны 1769—1774 годов направление крупных научных экспедиций в Арктику надолго прекратилось.
Северо-Восточная секретная экспедиция Биллингса – Сарычева по описанию Чукотки (1786—1792)
В 1786 году на основании указа Екатерины II от 08.08.1785 Адмиралтейств-коллегия для завершения обследования и картографического описания арктического побережья в Северном Ледовитом океане от устья реки Колыма до выхода в Тихий океан вокруг Чукотского полуострова, не выполненного Великой Сибирской экспедицией, была организована Северо-Восточная секретная географическая и астрономическая экспедиция под командованием капитан-поручика флота Иосифа Биллингса (англичанин, участник последней экспедиции Д. Кука, в 1783 году принят лейтенантом на российский флот). Помощником И. Биллингса был назначен капитан флота Гавриил Андреевич Сарычев (выпускник Морского корпуса 1778 года). Также в состав экспедиции были включены лейтенанты Роберт Галл (англичанин, принят на российский флот в 1774 году гардемарином) и Христиан Беринг (внук В. Беринга, выпускник Морского кадетского корпуса 1782 года).
Необходимо отметить,