Свое сочинение Ломоносов направил в Комиссию российских флотов и адмиралтейского правления, созданную 17 ноября 1763 года для проверки и улучшения состояния русского флота с тем, чтобы привести его «к обороне государства в настоящий постоянный добрый порядок». Есть основания полагать, что «Краткое описание» писалось как раз в расчете на прочтение его в Комиссии. При содействии одного из руководящих членов Адмиралтейской коллегии, графа И. Г. Чернышева, ломоносовский проект 22 декабря 1763 года поступил в Комиссию российских флотов с сопроводительным письмом, подписанным девятилетним «генерал-адмиралом». Уже 19 января 1764 года в письме к графу М. И. Воронцову Ломоносов бодро сообщал: «Его высочеству цесаревичу поднесена от меня письменная книга о возможности мореплавания Ледовитым нашим Сибирским океаном в Японию, Америку и Ост-Индию; почему и велено Адмиралтейской Комиссии учинить расположение с рассмотрением, и не сумневаюсь, что экспедиция туда воспоследует».
В § 83 «Краткого описания» Ломоносов указал два варианта прохода к «Чукотскому носу»; 1. «мимо восточно-северного конца Новой Земли» и 2. «между Гренландию) и Шпицбергеном». 5 марта 1764 года Комиссия российских флотов и адмиралтейского правления произвела в присутствии Ломоносова опрос четырех поморов, специально вызванных ею из Архангельска в связи с намечаемой экспедицией. Их показания убедительно свидетельствовали в пользу второго варианта, предложенного Ломоносовым, — «между Гренландиею и Шпицбергеном» (первый вариант пути был реализован лишь в 1932 году на ледоколе «Сибиряков»).
С этого момента Ломоносов уже до самых последних дней озабочен конкретной подготовкой экспедиции. Тогда же, в марте 1764 года, вслед «Краткому описанию» он пишет «Прибавление. О северном мореплавании на Восток по Сибирскому океану», в котором подтверждает гарантию успешного похода на Восток «между Гренландиею и Шпицбергеном» новыми данными и доказывает необходимость на Шпицбергене «в Клокбайской пристани построить зимовье и магазин» (то есть склад с припасами). 24 апреля 1764 года Ломоносов пишет «Прибавление второе, сочиненное по новым известиям промышленников из островов американских и по выспросу компанейщиков, тобольского купца Ильи Снигирева и вологодского купца Ивана Буренина». Поводом к его написанию послужила полученная в начале апреля от сибирского губернатора Д. И. Чичерина реляция об открытии новых островов Алеутской гряды казаком Савином Пономаревым и мореходом Степаном Глотовым с приложением составленной ими карты. Одновременно в Петербург прибыли И. Снигирев и И. Буренин, чьи показания заинтересовали Адмиралтейство и науку в лице Ломоносова. В «Прибавлении втором» он использовал свидетельства «компанейщиков», которые не только не противоречили его проекту, но, напротив, укрепляли уверенность в «добром успехе полезного оного предприятия».
14 мая 1764 года Екатерина II направила в Адмиралтейскую коллегию секретный указ (о нем даже Сенат не знал) об организации поисков северо-западного прохода в Камчатку. Посланный одновременно с ним гласный указ той же коллегии предписывал возобновить на Шпицбергене китовый промысел, на что выделялось 20 000 рублей из бюджета Адмиралтейства. В сущности, оба указа имели в виду экспедицию, на которой настаивал Ломоносов. Но знать об этом должны были немногие — лишь участники и ответственные за организацию — «для прикрытия от иностранных сего походу». Руководителем экспедиции был назначен капитан первого ранга, впоследствии известный адмирал Василий Яковлевич Чичагов (1726–1809).
Выступив на заседании Адмиралтейской коллегии 25 июня 1764 года (том самом, на котором состоялось назначение В. Я. Чичагова), Ломоносов предложил реестр необходимых инструментов и приборов, которыми должно было снабдить участников похода: тут и часы (песочные, пружинные, карманные, астрономические), и квадранты, и «подзорные добрые трубки», и «вентилаторы» (приборы для определения направления и силы ветра), и «мортирки со шлагами» (то есть с гранатами для произведения взрывов в исследовательских целях), и термометры, и телескоп, и карты, и барометры, и компасы, и журналы, и даже «таблицы лунные и спутников Юпитеровых» и т. д. — всего сорок восемь пунктов.
Наконец, с июня 1764-го по март 1765 года (практически до самой смерти) Ломоносов работал над «Примерной инструкцией морским командующим офицерам, отправляющимся к поисканию пути на Восток северным Сибирским океаном». Здесь он выполнял один из пунктов екатерининского указа от 14 мая 1764 года, где было специально оговорено: «Сочинить и дать главнокоманду имеющему офицеру обстоятельную инструкцию для порядочного управления и для всяких чаятельных случаев».
Ломоносовская инструкция подробным образом наставляла участников будущего похода. Юношеский опыт помора и эрудиция ученого используются здесь в равной мере для сообщения самых необходимых и полезных рекомендаций навигационного, чисто научного, государственного, морального характера.