Вскоре по прибытии в Петропавловск заболел старший офицер шлюпа Завалишин. От усиленных трудов здоровье его так расстроилось, что врачи признали невозможным продолжение плавания в суровом климате Берингова моря. Он вынужден был покинуть «Сенявин» и отправился на транспорте «Алеут» а Охотск, чтобы оттуда сухим путем возвратиться в Петербург.
Натуралист Китлиц настолько увлекся природой Камчатки, что решил остаться здесь до возвращения шлюпа из северного плавания. Он хотел предпринять поездку в глубь острова и считал, что работа там принесет больше пользы науке, чем плавание в пустынных и бесплодных странах.
14 июня шлюп вышел из гавани и направился к Шипунскому мысу, находящемуся около 50 миль от входа в Авачинскую губу. Погода была благоприятная. Пользуясь ровным ветром, шлюп шел под всеми парусами со скоростью 3 миль в час. «Сенявин» шел, держась далеко от берега. Весь экипаж вышел наверх и любовался величественными картинами дикой камчатской природы.
Ввиду того, что побережье полуострова Камчатки почти совсем не было исследовано и морские карты его были очень неверны, инструкция адмиралтейства предписывала Литке возможно подробнее исследовать и описать его. Однако вследствие ограниченности времени Литке решил определить только географическое положение главных пунктов, ориентируясь на которые можно было бы позже произвести подробные исследования.
Пройдя Шипунский нос, «Сенявин» взял курс к мысу Кронокский Утром 16 июня сенявинцы одновременно любовались сопками Авачинскою, Корякскою, Жупановою, Кронокскою. Определением высоты Кронокской сопки занялись одновременно все три штурмана и сам капитан. У всех четырех она оказалась равною 3370 м.
Кронокский мыс миновали вскоре после полудня 17 июня. Далеко на севере стали показываться высокие горы, между которыми выделялась исполинская Ключевская сопка. Штурманы и Литке определили ее высоту в 5300 т.
В следующие два дня при малом ветре шлюп медленно подвигался к Камчатскому носу. Моряки обнаружили очень много погрешностей в морских картах этой части камчатского побережья.
Рано утром 20 июня при ясной погоде шлюп приблизился к устью реки Камчатка. Вся команда, офицеры и ученые экспедиции вышли на верхнюю палубу. Сопка Ключевская и многочисленные другие сопки и горы были отлично видны. Все были покрыты снегом. Сенявинцы, как очарованные, стояли молча и не могли оторвать глаз от великана, задернутого на вершине легкой дымкой. Казалось, что вулкан находится у самого берега, а между тем до него было 104 мили.
— Ключевская сопка — величайший вулкан на земле, — заметил натуралист Мертенс.
— Я в первый раз вижу вулкан такой величественной и вместе с тем такой дивной красоты, — заметил много путешествовавший профессор минеролог Постельс.