Начальником первой русской высокоширотной морской экспедиции был назначен известный мореплаватель того времени капитан I ранга Василий Яковлевич Чичагов. В его распоряжение направлялись лучшие морские офицеры и искусные поморы — кормщики, матросы и промышленники, которые ранее бывали на Груманте и Новой Земле. Интересно, что в архиве сохранился подлинный список имён, составленный лично М. В. Ломоносовым в 1764 году для отбора в экспедицию Чичагова «способнейших к северному мореплаванию». Среди них значится и имя Инкова (Химкова) — героя-кормщика, участника шестилетней зимовки на Шпицбергене.
Летом 1764 года из Архангельска на архипелаг ушли шесть кораблей под командованием капитан-лейтенанта Михаила Сергеевича Немтинова. Они доставили в Кломбай (так поморы называли нынешний залив Бельсунн) несколько изб, амбаров, бань, а также провиант на одиннадцать человек. На запланированную зимовку осталась партия унтер-лейтенанта Моисея Рындина.
Незадолго до смерти, последовавшей 4 апреля 1765 года, Ломоносов написал «Примерную инструкцию» для участников предстоящей полярной экспедиции. Это была научно обоснованная программа широкого географического исследования полярных морей. Вскоре после кончины великого учёного главный отряд экспедиции под начальством В. Я. Чичагова вышел из Колы на север. В состав морского отряда входили три специально построенных для этого похода корабля — «Чичагов», «Бабаев» и «Панов», названные по именам своих командиров.
В начале августа Чичагов достиг к северо-западу от Шпицбергена широты 80 градусов 26 минут, после чего вынужден был отдать приказ о возвращении в Архангельск. Несмотря на сильное неудовольствие адмиралтейств-коллегий, она всё же постановила «покушение повторить» в следующем, 1766 году. Но и эта попытка также закончилась неудачей. Чичагову удалось пройти примерно до той же широты: здесь, встретив непроходимые льды и понимая дальнейшую бесполезность продолжать поход, он повернул назад. Совершенно очевидно, что задача, стоявшая перед Чичаговым в середине 60-х годов XVIII века: пройти через Северный полюс к берегам Северо-Западной Америки на совершенно не приспособленных для плавания во льдах деревянных парусных судах — была абсолютно невыполнима.
Однако, несмотря на неудачу, значение первой научной экспедиции на Шпицберген следует оценить достаточно высоко. Так, впервые в истории полярного мореплавания сразу три судна попытались проникнуть в центр Арктики. Во время этих походов, а также при устройстве вспомогательной базы в Кломбае на Груманте удалось собрать богатый материал о природе Гренландского моря, погоде высоких широт и истории архипелага. Экспедиция была снабжена новейшими и наиболее совершенными по тем временам приборами, специально сконструированными для неё М. В. Ломоносовым.
