Степан Крашенинников получил назначение следовать – «студентом при академической свите в Камчатскую экспедицию с жалованьем по сту рублей на год».
С 1733 по 1736 год Крашенинников сопровождал петербургских академиков Г. Ф. Миллера и И. Г. Гмелина (старшего) в нелегких путешествиях по Сибири. Когда академик Гмелин тяжело заболел, в замен ему прислали историка Г. Ф. Миллера, поскольку другого натуралиста в тогдашней Петербургской Академии попросту не нашлось.
Урал и Сибирь – это необозримые просторы, поэтому неторопливость движения на восток невольно помогала путешественникам глубже вникать в животный и в растительный мир, внимательно изучать окружающее. Одним из дел, порученных студенту Крашенинникову, был сбор гербария. Видимо, Крашенинников неплохо справлялся с делами, потому что вскоре начал получать совершенно самостоятельные задания. Например, он подробно описал Колыванские заводы, Енисейские писаницы, теплые источники на реке Онон, дальние поездки в Баргузинский острог и вверх по Витиму.
Чем ближе оказывались путешественники к Камчатке, краю дикому и неизученному, тем с большей неуверенностью вглядывались академики в свое будущее, тем больше и больше всяческих дел возлагалось на плечи крепкого, неунывающего, прекрасно показавшего себя в долгом пути студента. В конце концов, посовещавшись, академики отправили Крашенинникова на Камчатку, а сами задержались в Якутске. Крашенинникову было сказано, что прибудут они на Камчатку после того, как он пришлет им первые отчеты о новом крае и выстроит там для них приемлемое жилье.
Преодолев долгий путь, миновав бесконечные болота, темную тайгу, перевалив ледяные снежные горы, Крашенинников добрался до Охотска. Во время вынужденной стоянки он впервые исследовал цикличность местных приливов, организовал постоянные метеорологические наблюдения, а заодно привел в порядок многочисленные полевые дневники, заодно составив подробные списки местных ламутских родов.
4 октября 1737 года Крашенинников на судне «Фортуна» отправился, наконец, на Камчатку. В пути разыгрался шторм. Для спасения судна пришлось выбросить за борт сумы с продовольствием и снаряжением. Погиб весь груз, в том числе полевые дневники и коллекции Крашенинникова.
«И больше у меня ничего не осталось, – писал он, – как только одна рубашка, которая в ту пору на мне была».
В целом путешественнику все же повезло, хотя у берегов Камчатки «Фортуна» попала на мель. Вместе с командой Крашенинников несколько дней жил на голой песчаной косе, которую постоянно заливало водой. Потом пришла помощь и Крашенинникова на долбленной камчатской лодке доставили вверх по реке Камчатке до Большерецкого острога, основанного еще Владимиром Атласовым, первооткрывателем Камчатки.
В течение нескольких лет Крашенинников занимался только Камчаткой.
Он составил ее подробное географическое описание и собрал множество сведений «о вере, житии и о прочих поведениях жителей». При этом Крашенинников пользовался не столько громоздкой инструкцией, выданной ему академиками еще в Якутске и содержащей 89 параграфов со многими вопросами, сколько собственными методиками, разработанными при конкретном общении с людьми, прекрасно знавшими коряцкий и камчадальский языки. Помогли Крашенинникову и старожилы Камчатки, с которыми он быстро нашел общий язык. Некоего Степана Плишкина он даже сделал своим помощником, научив ведению метеорологических наблюдений.
В январе 1738 года, оставив Плишкина в Большерецке, Крашенинников в сопровождении своего постоянного спутника Осипа Аргунова и еще двух служилых отправился на собачьих нартах к горячим ключам на притоке глухой реки Бааню, а оттуда к Авачинской сопке. Из-за глубокого снега, густо завалившего заросли, Крашенинников не смог подъехать к самой горе, зато смог с небольшого расстояния наблюдать ее извержение.