Для запланированной экспедиции летом 1764 года в Архангельске стали строить суда специальной конструкции под контролем главного командира Архангельского порта капитан-командора П. Чаплина (участника экспедиции В. Беринга) и его помощника В. Чичагова.
Пока перечисленные корабли строились, из Архангельска 6 июня 1764 года вышла флотилия под командованием лейтенанта Михаила Немтинова, состоящая из транспорта «Слон» и четырех нанятых поморских судов (гукоров): «Св. Николай», «Св. Наталья», «Св. Иоанн» и «Св. Михаил». Суда везли на своем борту на Шпицберген провиант для будущей экспедиции В. Чичагова, а также разобранные избы, баню, лес и другие материалы для организации зимовки. В начале августа флотилия достигла бухты Клокбай на западном побережье Шпицбергена, где и осуществила плановую выгрузку. Оставив на берегу группу обеспечения из 16 человек под руководством лейтенанта Моисея Рындина для обустройства зимовья, флотилия вернулась в Архангельск.
1 сентября 1764 года экспедиция В. Чичагова вышла из Архангельска и без потерь достигла Кольского полуострова, где расположилась на зимовку в Кольском заливе, в Корабельной гавани, которую Василий Яковлевич тогда же переименовал в Екатерининскую – в честь императрицы, отправившей экспедицию.
9 мая 1765 года экспедиция вышла уже из Екатерининской гавани и двинулась на север. Уже 16 мая суда миновали остров Медвежий, за которым их встретили дрейфующие льды.
23 июля экспедиция достигла 80° 26′ северной широты в Гренландском море, превзойдя рекорд англичанина Генри Гудзона 1607 года, но дальше суда пройти не смогли из-за сплошных мощных дрейфующих льдов. В результате В. Чичагов принял решение возвращаться в Архангельск.
Вторая экспедиция была предпринята в следующем году. 19 мая 1766 года суда вышли из Архангельска с задачей реабилитировать саму идею Северо-Восточного прохода. Корабли подремонтировали и обили железом по форштевням, чтобы предотвратить негативное воздействие морских льдов.
16 июля 1766 года суда с трудом пробились к северной оконечности Шпицбергена, где тяжелые льды опять преградили дальнейший путь на север. В. Чичагов, поняв, что пройти дальше невозможно, опять был вынужден