25 июня (7июля) 1821 г. все три судна вышли в море. Экипажи «Открытия» и баркаса должны были заниматься описью побережья Аляски до Берингова пролива, а экипажу «Благонамеренного» предписывалось проверить существование ряда островов, показанных на картах ХVIII в., закончить опись о. Св. Лаврентия и к 6 (18) июля подойти к мысу Дежнева.
Разыскивая отмеченные Д. Куком на карте острова (в действительности не существующие), «Благонамеренный» подошел к берегам Аляски, а затем к о. Св. Лаврентия. Произведя опись его западного берега, «Благонамеренный» посетил залив Св. Лаврентия и прошел Беринговым проливом в Чукотское море. 19 (31) июля экипаж увидел мыс Сердце-Камень, расположенный примерно в 75 милях к северо-западу от мыса Дежнева. Лавируя между Беринговым проливом и мысом Сердце-Камень, шлюп достиг 70°13′ c. ш., но далее путь на запад преградили тяжелые льды. Плавание среди плавучих льдин было трудным и опасным, шлюп был зажат ими, накренился на 45° и находился в таком положении около суток. Каждую минуту лед мог проломить борта, и только изменение направление ветра позволило шлюпу благополучно выйти из ледовой западни. Видя бесполезность дальнейших попыток продвинуться на запад, Г.С. Шишмарев повернул на юг.
А Васильев на «Открытии» от Уналашки двинулся на северо-восток к мысу Ньюэнхем на побережье юго-восточной части Аляски в Беринговом море. Он отправил лейтенанта А.П. Авинова на баркасе для описи залива Нортон-Саунд, а шлюп «Открытие» двинулся на север вдоль побережья Аляски.
11 июля был открыт большой остров, названный М.Н. Васильевым в честь своего шлюпа – Открытие (ныне Нунивак). В то же самое время в этом районе плавали на бриге «Головнин», принадлежавшем РАК, мичман Василий Степанович Хромченко, также открывший о. Нунивак (на два дня позже Васильева), и мореход Адольф Карлович Этолин на катере «Баранов» (в 1840–1845 гг. главный правитель Русской Америки, его именем назван пролив Этолин, между материком и о. Нунивак). Пройдя в Берингов пролив и положив на карту мысы Мульграва, Крузенштерна и Ледяной на аляскинском побережье Чукотского моря к северо-востоку от мыса Лисбёрн и американский берег между мысами Лисбёрн и Айси-Кейп (у 70°20′ c. ш.), М.Н. Васильев из-за льдов повернул обратно.
После встречи с Г.С. Шишмаревым М.Н. Васильев направился в Петропавловский порт, куда и прибыл 8 (20) сентября. Там уже находился А.П. Авинов, описавший часть Бристольского залива, но не сумевший пройти далее на баркасе вдоль побережья из-за малых глубин, а через 12 дней туда прибыл Г.С. Шишмарев на «Благонамеренном», который успел полностью закончить опись о. Св. Лаврентия.
15 (27) октября 1821 г. оба шлюпа вышли из Петропавловского порта в обратный путь в Европу. Они прошли к Гавайским островам, затем обогнули мыс Горн и, зайдя по пути в Рио-де-Жанейро и Копенгаген, 1 (13) августа 1822 г. добрались до Кронштадта.
Так закончилось плавание «северной дивизии». Правда, оно не ознаменовалось такими выдающимися открытиями, как плавание шлюпов «Восток» и «Мирный» в Антарктике. Ясно, что поставленная перед М.Н. Васильевым и Г.С. Шишмаревым задача – пройти из Берингова моря в Атлантику через Северный Ледовитый океан – была невыполнимой для парусных судов, но российские моряки достойно завершили трудное плавание. Г.С. Шишмарев прошел на запад от Берингова пролива до мыса Сердце-Камень, а М.Н. Васильев – на восток от Берингова пролива до мыса Ледяной, т. е. дальше, чем их предшественники из числа отечественных и иностранных мореплавателей. Офицерами шлюпов были положены на карту берега Берингова моря на значительном протяжении, уточнены географические координаты ряда островов и мысов, открыт большой остров в Беринговом море. Кроме того, во время плавания проводились тщательные астрономические, магнитные и метеорологические наблюдения, измерялась температура воды на поверхности моря и на глубинах. Экипажи шлюпов во время длительного плавания в тропических и холодных водах проявили мужество, выдержку и выносливость, показали высокий профессионализм и достойно выполнили долг перед Отечеством.