В августе 1853 года на фрегате «Аврора» отплыл из Кронштадта в кругосветное путешествие, через Рио-де-Жанейро и вокруг мыса Горн достиг Петропавловска-Камчатского, откуда на корвете «Оливуца» и шхуне «Восток» обследовал тихоокеанское побережье до устья Амура. Зимой 1854—1855 гг. он посетил западное побережье острова Сахалин и долину реки Тымь, где изучал жизнь аборигенов Сахалина. В 1855 году путешествовал по Амуру и Уссури (до устья р. Хор) вместе с Максимовичем, которому передавал собранные растения. В Гербарии Бот. музея числилось 400 экземпляров амурских, 90 приморских и 27 камчатских видов, переданных Шренком.