Литке вспоминал: «Был сильнейший шторм, и качка, которую мы испытывали, превосходила всякое описание. Выход из Английского канала [пролив Ла-Манш
Во время шторма шлюпы потеряли друг друга. 2 (13) ноября Литке подошел к Канарским островам. Станюковича там не было, и Федор Петрович решил скорее идти в Рио-де-Жанейро. Тем не менее за два дня стоянки натуралисты экспедиции смогли познакомиться с разрушениями, которые вызвал ураган 27 октября и произвести ряд сборов. В Рио-де-Жанейро пришли 27 декабря (8 января) и там застали «Моллера», который прибыл на 10 дней раньше. Литке занимался геофизическими наблюдениями до 10 (22) января, а натуралисты использовали это время для проведения экскурсий в окрестностях.
12 (24) января 1827 г. оба шлюпа направились на юг к мысу Горн, к которому подошли 4 (16) февраля. Начался шторм, и шлюпы вновь потеряли друг друга. Литке в поисках Станюковича зашел сначала в бухту Зачатия, но там второго шлюпа не оказалось, а 18 (30) марта пришел в Вальпарайзо (Чили) и встретил выходящего в море «Моллера», уже идущего на Камчатку.
Литке снял дом в предместье Вальпарайзо и организовал там береговую базу экспедиции, где проводились магнитные и астрономические наблюдения. В это же время натуралисты осматривали окрестности города и делали там сборы растений, минералов и отдельных видов животных. 3 (15) апреля «Сенявин» вышел в море и направился на Аляску в Русскую Америку. По дороге корабль выдержал сильнейший ураган.
При выходе из Вальпарайзо Литке распорядился всем вахтенным внимательно наблюдать за горизонтом, т. к. в океане можно было ожидать новых географических открытий, а обнаружившим неизвестные острова была обещана награда.
В столицу Русской Америки Ново-Архангельск на о. Ситка (теперь о. Баранова) «Сенявин» пришел 11 (23) июня. Литке сдал грузы и пробыл там до 19 (31) июля, проводя ремонт судна и судового оборудования и занимаясь наблюдениями и изучением природы и местных обитателей. В отчете об экспедиции Литке дал солидный обзор состояния Русской Америки. Затем Литке повел шлюп к о. Уналашка (Алеутские острова), где было промысловое поселение, чтобы принять там на борт двух алеутов и байдарки. Одновременно главный правитель Русской Америки в Ново-Архангельске отправил со шлюпом на Уналашку некоторое количество пшеницы.
Чтобы сэкономить время, Литке избрал для следования на Уналашку узкий и усеянный опасностями, но лежащий вплотную к берегу острова Уналгинскимй пролив. Несмотря на неблагоприятные погодные условия, он благополучно провел шлюп в Бобровую губу, где корабль был взят на буксир двумя 16-весельными байдарами, высланными из селения Иллюлюк правителем острова, и приведен на место якорной стоянки.
Погодные условия задержали Литке на Уналашке вместо одного дня на целых десять. Затем Литке направился к о. Св. Матвея, чтобы описать его и точно определить географическое положение. По пути к острову Литке проложил путь так, чтобы пройти мимо островов Прибылова, в правильности определения долготы которых были сомнения. На одном из них – о. Св. Георгия управляющий прислал на шлюп трех живых котиков для зоологической коллекции. От этого острова Литке хотел пройти ко второму из островов Прибылова – о. Св. Павла, но сильный северо-восточный ветер помешал этому.
Только 25 августа (6 сентября) Литке сумел подойти к оконечности о. Св. Матвея и начать его опись, которая продолжилась в течение недели. За это время моряки впервые осмотрели остров подробно со всех сторон и весьма надежно определили его положение астрономическим способом. К сожалению, из-за сильного прибоя натуралисты экспедиции не смогли побывать на самом острове.
Резкое ухудшение погоды, свидетельствовавшее о приближении осеннего времени, заставило Литке отказаться от дальнейшего плавания на север. Он повернул к Командорским островам, а затем направился в Петропавловск-Камчатский. 12 (24) сентября шлюп подошел к Петропавловску Камчатскому, где пробыл в ожидании почты до 29 октября (10 ноября) 1827 г., а экспедиция изучала окрестности порта, тем более что натуралисты экспедиции были в восторге от природы Камчатки.
Затем шлюп «Сенявин» покинул Камчатку и экспедиция направилась к Каролинскому архипелагу. Уже 24 ноября (6 декабря) сигнальщик заметил о. Юалан, самый восточный из Каролинских островов. До 30марта (11 авпреля) 1828 г. «Сенявин» плавал по архипелагам Каролинскому и Марианскому, проводя гидрографические работы. Сам Литке, кроме того, выполнял астрономические, магнитные и гравиметрические измерения и внимательно наблюдал за жизнью местного населения. Натуралисты провели в этот период сборы богатых коллекций.