"Не на Сахалин, а на матерой берег Татарского залива должно обратить главное наше внимание потому, что он, по неоспоримым фактам, представленным ныне экспедициею, составляет неотъемлемую принадлежность России. Только закрытая гавань на этом прибрежье, непосредственно связанная внутренним путем с рекою Уссури, обусловливает важность значения для России этого края в политическом отношении; река же Амур представляет не что иное, как базис для наших здесь действий, ввиду обеспечения и подкрепления этой гавани, как важнейшего пункта всего края. Граница наша с Китаем поэтому никак не может быть положена по левому берегу реки Амура, как то видно из предписания Вашего от 23 апреля. Петропавловск никогда не может быть главным и опорным нашим пунктом на Восточном океане, ибо при первых неприязненных столкновениях с морскими державами мы вынужденными будем снять этот порт как совершенно изолированный. Неприятель одною блокадою может уморить там всех с голоду"49.
Пятнадцатого июля Невельской, взяв с собою 15 человек матросов и казаков и Дмитрия Ивановича Орлова, на транспорте "Байкал" отправился к Сахалину, обходя его с востока. К 30 июля судно достигло мыса Анива, на южной оконечности острова.
На всем пространстве побережья не нашлось сколько-нибудь удобного для стоянки судов залива. 6 августа Невельской основал пост Константиновский в Императорской гавани. Он оставил там 9 человек казаков, приказав начать заготовку леса и постройку помещения на зиму, и выделил им запас в 350 пудов муки и крупы. Эта предусмотрительность, как видно будет из дальнейшего, спасла много человеческих жизней.
Из Императорской гавани транспорт пошел в Де-Кастри, откуда Невельской должен был отправиться через Кази в Николаевск и в Петровское. Орлову поручалось основать пост на Сахалине в бухте около 50° северной широты и назвать его Ильинским, а затем пройти вдоль западного берега острова к югу и подыскать бухту, пригодную для зимовки судов.
Предполагалось, что к 15 сентября Орлов достигнет мыса Крильон и там будет ожидать Невельского, а 20 сентября двинется дальше, к селению Тамари-Анива, которое к тому времени будет занято десантом. Командиру "Байкала" приказывалось после высадки Орлова крейсировать в Татарском проливе до начала сентября и ждать американскую эскадру, а после 5 сентября стараться возвратиться в Петровское, усилив Александровский пост в Де-Кастри четырьмя человеками. Сам Геннадий Иванович с казаком и гиляком отправился пешком на озеро Кизи, а оттуда в селение Котово-Кизи на Амуре (Мариинский пост). Здесь мичман Петров и 6 человек казаков строили зимние помещения. К середине августа Невельской перебрался в Петровское.
Главная цель, поставленная на 1853 год, была достигнута. Императорская гавань и западный берег Сахалина заняты, в проливе крейсирует русский транспорт "Байкал". Покушение иностранных держав на эти территории предупреждено. Оставалось занять главный пункт Сахалина - Тамари-Анива - и исследовать прибрежье Татарского пролива до корейской границы. В случае наличия там удобных бухт и заливов - поставить военные посты
Кроме того, для решения пограничного вопроса Невельской считал необходимым основать посты в нескольких пунктах по Амуру и Уссури, в устье реки Сунгари и "Амурских щеках" - месте, где Малый Хинган пересекает реку Амур. На основании сделанных открытий и существующих трактатов он считал, что с этого пункта граница наша с Китаем должна идти к югу по вершинам хребта до Кореи и далее до моря вдоль корейской границы. В Петровском Геннадий Иванович нашел корабль Российско-Американской компании, доставивший различные запасы для экспедиции, паровой катер, десятивесельную шлюпку, а также депешу от главного правления и от Кашеварова.
Главное правление просило не занимать никаких судов компании для переброски на Сахалин войск, кроме брига "Константин", а все товары и запасы Амурской экспедиции перечислить в Сахалинскую и вести им особый счет.
Кашеваров уведомлял, что Буссе 2 августа на корабле компании "Николай I" отправился в Петропавловск за десантными войсками. Главное правление вменило ему в непременную обязанность не посылать на Сахалин никаких других кораблей, кроме назначенного туда на зимовку брига "Константин".