Отправив 10 (22) марта 1738 года Степана Шишкина с толмачом Михаилом Лепихиным в "Курильскую землицу" (на Курильские острова) за сбором материала, Крашенинников сам уезжает на юг Камчатки, где исследует горячие ключи на реке Озёрной.
Через два дня по приезде Крашенинникова в Большерецк вернулся Шишкин. Он побывал на мысе Лопатке, откуда ездил на первый и второй Курильские острова. Шишкин привез также много интересных экспонатов: чучела животных, предметы быта и другие вещи. Вместе с ним приехали два жителя Курильских островов. От них Крашенинников узнал об этих дальних островах, составил словарик слов языка островитян и расспросил об их обычаях и вере. Посылая рапорты в Якутск, студент заодно отправляет собранные экспонаты образцы трав, чучела зверей и птиц, "иноземческое платье" и предметы домашнего обихода.
Крашенинников проводит на Камчатке сельскохозяйственные опыты; весной он сеет разные травы и ячмень, сажает овощи.
Развивая кипучую исследовательскую деятельность, молодой ученый живет в страшной нужде. В одном из писем он упоминает, что ему пришлось поселиться в холодной маленькой каморке, в которой зимой "…ради стужи, так и ради угару жить невозможно". В другом письме он пишет: "Я ныне в самую крайную бедность прихожу, оставшей провиант весь издержался, а вновь купить негде, а где и есть, то ниже пяти рублев пуда не продают, а у меня деньги все вышли... А одною рыбою, хотя здесь и в долг кормить могут, однако ж к ней никак привыкнуть по сие время не мог... То покорно прошу о присылке ко мне провианта, и о произведении здесь жалованья милостивейшее приложить старание, чтоб мне здесь не помереть голодом".
29 ноября (11 декабря) 1738 года Крашенинников отправился в большую поездку по Камчатскому полуострову. Узнав, что в Нижне-Кыкчинском острожке будет "иноземческий" праздник, он заехал туда и пробыл там до конца праздника, впоследствии подробно описав его.
Приехав в начале декабря в Верхне-Камчатский острог, ученый оставался в нем около месяца. Собирая исторический материал, он просмотрел ясачные книги, челобитные и записал рассказы русских старожилов.
Из Верхне-Камчатского острога Крашенинников, продолжая маршрут, отправился в Нижне-Камчатский острог, где организовал метеорологические наблюдения. Рассказы русских старожилов об истории острога, о его разорении восставшими камчадалами - все это было записано любознательным ученым. Промышленники рассказали о птицах и зверях, сообщили интересные географические сведения о реках, впадающих в Тихий океан, от реки Камчатки до Чукотского мыса.
Находясь в Нижне-Камчатском остроге два месяца, Крашенинников успел за это время съездить к устью реки Камчатки.
Во время поездки на теплые ключи он побывал у Ключевской сопки, про которую впоследствии писал: "Камчатская гора (Ключевская сопка) … всех, сколько там ни есть, гор выше... Дым из верху ее весьма густой идет беспрестанно, но огнем горит она в семь, в восемь и в десять лет, а когда гореть начала, того не запомнят".
Описывая со слов жителей последнее извержение вулкана, Крашенинников пишет: "Вся гора казалась раскаленным камнем. Пламя, которое внутри ее сквозь расщелины было видимо, устремлялось иногда вниз, как огненные реки, с ужасным шумом. В горе слышан был гром, треск и будто сильными мехами раздувание, от которого все ближние места дрожали. Особливой страх был жителям в ночное время, ибо в темноте все слышнее и виднее было. Конец пожара был обыкновенной, то есть извержение множества пеплу, из которого однакож немного на землю пало; для того, что всю тучу унесло в море. Выметывает же из нее и ноздреватое каменье и слитки разных материй, в стекло претворившихся, которое великими кусками по текущему из-под ней ручью Биокосю находится".
Степан подробно описал все реки и речки, впадающие в океан, горячие ключи, населенные пункты.
18(30) марта 1739 года Крашенинников из Нижне-Камчатского острога отправился в обратный путь в Большерецк. Маршрут он выбрал другой - по восточному берегу полуострова ехал до Паратунки (острог, расположенный южнее Авачинской сопки), а затем пересек полуостров и вышел на западное побережье.
По приезде в Большерецк измученного пятимесячной трудной поездкой Крашенинникова ожидала большая неприятность: служилый Степан Плишкин "в небытность мою в Болылерецку означенные обсервации с великим нерадением чинил". Ученому пришлось отказаться от нерадивого помощника, на место которого к нему прикомандировали служилого Ивана Пройдошина.
Для продолжения наблюдений над приливами и отливами Крашенинников ездил с новым помощником в конце мая 1739 года в устье реки Большой.
Еще не везде стаял снег, а Крашенинников уже на талое вскопанное место снова посеял ячмень, затем репу, бобы, морковь, огурцы, редьку. В огороде он разбил садик, в котором, по его сообщению, были посажены: "каждого рода по три деревца молодых", среди них: боярышник, смородина, малина, черемуха, шиповник и многие другие.
Осенью 1739 года Крашенинников снова отправляется в далекое путешествие по полуострову. На лодке он поднимается вверх по реке Быстрой, с верховья ее перебирается к верховьям реки Камчатки и по ней опять плывет до Нижне-Камчатского острога. Прибыв в острог, он беспокоится о постройке "хором", все еще наивно ожидая приезда профессоров. Здесь ученый записал со слов ведущего метеорологические наблюдения Василия Мохнаткина и его спутника подробные сведения о северном сиянии, которое было хорошо видно в марте 1739 года.
Путешествуя по Камчатскому полуострову, ученый останавливался в селениях ительменов, интересовался жизнью и бытом народа, у которого в то время сохранялся первобытнообщинный строй. Основными занятиями ительменов были охота и рыбная ловля, они не знали железа и пользовались орудиями из камня и кости. Огонь они добывали при помощи деревянного огнива.
Ительмены полюбили доброжелательного русского ученого. Хотя его работа не всегда была им понятна, они чувствовали, что он занят полезным делом.
В январе 1740 года Крашенинников отправился из Нижне-Камчатского острога на собачьих нартах по берегу океана к северу. В дороге он наблюдал "шаманство после нерпичьего промысла", со слов одной женщины составил словарь коряцкого народа, живущего на Карагинском острове.
С устья реки Караги путешественник пересек перешеек Камчатского полуострова, проехал по западному побережью до реки Тигиль и оттуда 14 (26) февраля 1740 года прибыл в Нижне-Камчатский острог. Весь круговой маршрут по северной части Камчатки Крашенинниковым был точно описан. Много внимания он уделил изучению жизни и быта коряков.
Отдохнув 10 дней в Нижне-Камчатском остроге, Степан Петрович отправился в обратный путь, в Большерецк. По дороге он сделал описание двух рек - Повычи и Жупановой. В устье реки Большой продолжил наблюдения за приливами.
В конце мая Степан Петрович опять занялся огородом. Русские с первых лет заселения Камчатки стали сеять яровые хлеба и пробовали сажать овощи.
В начале июня вместе с очередным, десятым рапортом, студент отправил через Охотск собранные шкуры зверей, чучела птиц, рыб и "иноземческое" платье.
В августе Крашенинников совершил двухдневную поездку на реку Начилову за жемчужными раковинами, а в конце месяца тяжело заболел, "так что временами сидеть не мог".
20 сентября (2 октября) 1740 года прибыли на Камчатку для участия в плавании Беринга и Чирикова к берегам Северной Америки адъюнкт Академии наук Георг Стеллер и астроном Делиль де ла Кройер.
Крашенинников, поступив в распоряжение Стеллера, сдал ему книги и прочие казенные вещи, передал материалы обсервации, дневники и находившихся в его ведении служилых людей.
Оставаясь на Камчатке зимой 1740 года, Крашенинников совершил последнюю поездку по полуострову. Основной ее целью было изучение быта коряков.
10 (22) декабря исследователь добрался до Верхне-Камчатского острога. В дороге он наблюдал землетрясение - точно от сильного ветра зашумел лес, земля затряслась, горы заколебались, лавины снега покатились в долины. Крашенинников, как и все его спутники, вынужден был схватиться за дерево, чтобы не упасть.
Пробыв неделю в Верхне-Камчатском остроге, ученый наблюдал также "возгорание Толбачинской сопки" и собрал об этом подробный материал.
По прибытии в Нижне-Камчатский острог Степан Петрович вынужден был отложить поездку к корякам, которые, по полученным сведениям, подняли восстание. Прожив здесь до 4 (15) февраля 1741 года и собрав важнейшие сведения об этом народе, Крашенинников отправился в обратный путь и 8 (19) марта прибыл в Большерецк.
Этой последней поездкой заканчивается научная работа студента Степана Крашенинникова на Камчатке.
Ему пришлось еще дважды пересечь Камчатку в сопровождении Стеллера, направляясь в Авачинскую бухту, переименованную уже в гавань "святых апостолов Петра и Павла".
Вернувшись в Большерецк, Крашенинников 28 мая (9 июня) 1741 года отправился на судне в Охотск. Два месяца заняло путешествие от Камчатки до Якутска. Степан Петрович прожил в Якутске месяц. За это время произошло изменение в личной жизни молодого ученого: из Якутска в Иркутск он выехал с молодой женой Степанидой Ивановной.
Прожив полгода в Иркутске, получив денежное жалованье для Кройера и Стеллера, Крашенинников с грузом закупленного продовольствия и другими материалами вернулся в Якутск 26 мая (5 июня) 1742 года. Сдав Якутской воеводской канцелярии груз, деньги, которые затем должны были "за конвоем" отослать на Камчатку, Крашенинников 4 (15) июля выехал обратно. Снова далекий путь по Лене, из Иркутска вниз по Ангаре на Енисей, а оттуда по речкам на Обь.
23 сентября (3 октября) 1742 года молодой ученый прибыл в Тобольск. Только на Урале в Верхотурье ему удалось нагнать "академическую свиту" Миллера и его сотрудников.
Вместе с ними в феврале 1743 года, почти через десять лет, студент академии Степан Крашенинников вернулся в Петербург . В его черновом журнале мы найдем подсчеты путей и дорог: 25 тысяч 773 версты прошел он и проехал по Сибири и Камчатке.