Вторая камчатская экспедиция направилась на Дальний Восток, так же как и первая, через Сибирь.
Первым помощником Беринга был назначен А. И. Чириков.
Кроме партии, которой надлежало плыть Тихим океаном к Америке, было снаряжено еще два отряда: один, — которому поручалась опись северных берегов Сибири; другой, — целью которого были всесторонние исследования Сибири. В состав этого последнего отряда входил, между прочим, С. П. Крашенинников, знаменитый путешественник по Камчатке.
Среди славных моряков, впервые положивших на карту северные берега Сибири, нужно упомянуть имена Овцына, Прончищева, братьев Лаптевых, Челюскина и многих других.
Опись северных берегов Сибири есть совершенно исключительный подвиг, делающий имена наших моряков бессмертными в истории географических открытий.
Только через два с лишним года грузы экспедиции были доставлены в Якутск. К концу 1736 года в этом городе собрались Беринг, Чириков и другие участники,— всего, считая с командой, служилыми и ссыльными, назначенными для перевозки тяжестей в Охотск, до 800 человек. Понятно, что управлять таким громадным количеством людей было очень трудно. Одного продовольствия требовалось в год до десяти тысяч центнеров.
Весною 1737 года Чириков прибыл в Охотск. Здесь экспедиция занялась постройкой судов.
В начале 1740 года Чириков сделал Берингу такое предложение: он отправится в плавание на северо-восток от Камчатки с целью осмотреть берега Америки, а к осени вернется в Охотск. Но Беринг отверг этот план как не соответствующий инструкции.
Осенью 1740 года суда (пакетботы) «Св. Петр», под начальством Беринга, и «Св. Павел», под командой Чирикова, вошли в Авачинскую губу на Камчатке. Гавань, где остановились суда, одну из лучших в мире, Беринг назвал Петропавловской в честь судов экспедиции. Здесь был основан Петропавловск, в настоящее время сильно разросшийся и процветающий центр Камчатской области.
15 июня 1741 года «Св. Петр» и «Св. Павел» вышли, наконец, из Авачинской губы в море, имея: первый всего 77 человек команды, второй — 75.
Беринг следовал впереди, а Чириков позади, километрах в восьми. Но через два дня Беринг приказал Чирикову итти впереди, отдавая преимущество его опытности.
1 июля суда находились примерно в 180 километрах к югу от острова Амчитка, одного из Алеутских островов. Здесь во время свежего ветра суда потеряли из виду друг друга и более никогда уже не встретились. 27 июля Беринг, после полуторамесячного плавания, увидел американский берег: снеговые хребты и громадную гору св. Ильи, одну из высочайших в Северной Америке, — она достигает высоты в 5 520 метров. После высадки на острове Каяк (примерно под 60° северной широты) Беринг повернул обратно к Камчатке. На пути туда были открыты острова Шумагинские, Алеутские и Командорские.
После весьма бедственного плавания судно потерпело крушение у острова, названного впоследствии именем Беринга. Здесь 8 (19) декабря 1741 года, ровно через месяц после высадки на остров, Беринг скончался.