25 июля 1807 года «Диана» вышла из Кронштадта в море. Прибыв в Копенгаген, Головнин застал здесь много английских военных судов, которые бомбардировали город. Датчане отвечали сильным огнем с береговых батарей. Головнин высаживался на берег и имел свидание с командующим датскими войсками.
Летом 1807 года Россия заключила с Наполеоном мир в Тильзите. Это вызвало напряженные отношения с Англией, которые вскоре перешли в открытые военные действия. Головнин прибыл в Англию, в Портсмут, когда положение было тревожным, но война еще не начиналась. Поэтому Головнин просил, через русское посольство, у английского правительства разрешения на свободное и безопасное плавание. Такое удостоверение и было выдано «Диане», как судну, отправленному с научной целью. Подписано оно было в тот самый день, когда была объявлена Англией война России.
Из Портсмута «Диана» вышла 1 ноября. Головнин имел намерение достичь Камчатки Тихим океаном, вокруг мыса Горн.
Посетив берега Бразилии и запасшись здесь провизией, «Диана» достигла мыса Горн, но здесь начались такие жестокие встречные ветры, что Головнин переменил свое решение и предпочел плыть на Камчатку вокруг мыса Доброй Надежды. Но когда «Диана» прибыла в Кейптаун, англичане, несмотря на удостоверение, задержали шлюп, «впредь до получения распоряжений из Лондона».
Шлюп был поставлен на двух якорях в самом дальнем углу залива, между английскими военными судами; все паруса на «Диане» были отвязаны.
Прошел год с лишним, а никаких вестей, касающихся корабля, не поступало. И вот Головнин решается на смелое и весьма рискованное дело. В сумерки, при сильном ветре и дожде, он приказал отрубить якорные канаты, поднять штормовые паруса и вышел из гавани. «Едва успели мы, — рассказывает Головнин, — переменить место, как со стоявшего недалеко от нас судна тотчас в рупор дали знать на вице-адмиральский корабль о нашем вступлении под паруса. Какие меры были приняты, чтоб остановить нас, мне неизвестно».
Когда гавань оказалась позади, все — и матросы и офицеры — стали привязывать и поднимать паруса и вообще готовить корабль к океанскому плаванию. Несмотря на ветер, дождь и ночную темноту, через два часа всё было готово, и «Диана» под всеми парусами понеслась по открытому морю.
«Таким образом, — говорит Головнин, — кончилось наше задержание, или, лучше сказать, наш арест на мысе Доброй Надежды, продолжавшийся один год и 25 дней».
План Головнина состоял в том, чтобы от мыса Доброй Надежды пойти на юг, затем обогнуть Австралию, повернуть на север между Австралией и Новой Зеландией и плыть к Камчатке.
План удалось осуществить благодаря геройскому поведению экипажа. Нужно заметить, что на судне ощущался недостаток в продовольствии, а особенно в сухарях; поэтому команда и офицеры получали менее двух третей положенного продовольствия.