Пролетело короткое, всего два месяца, северное лето. 17 сентября в Кенайском заливе показался компанейский бриг «Квихпак». Через два дня Вознесенский со своим спутником Филатом Дружининым был уже на его борту и вернулся в Павловскую гавань острова Кадьяк. Здесь провёл осень и зиму, но на месте не сидел. На байдаре сплавал в гавань Трёх Святителей, в Игютский и Чиниатский заливы, побывал на нескольких островах. Всюду собирал коллекции растений, камней и изделий аборигенов. Например, купил у одного тойона «11 штук разнохарактерных личин, употребляемых кадьякскими алеутами...» (речь идёт о ритуальных масках). Зимние вечера посвящал разбору собранного материала, упаковывал коллекции и писал отчёт для петербургских академиков. В дневнике появилась запись: «Много покупал свеч стеариновых для вечерних занятий».

Берингово море и Охотский берег

В мае 1843 года на борту брига «Охотск» Вознесенский направился на север Берингова моря. Судно посетило острова Уналашка, Унча, Прибылова. 20 июня у острова Св. Лаврентия «Охотск» встретил льды и повернул к берегам Аляски, в залив Нортон, где в 1833 году был выстроен Михайловский редут, самый северный в Русской Америке. Пока бриг стоял на рейде, Вознесенский на байдарке проплыл по реке Уналаклит и приобрёл у местных эскимосов 118 предметов для этнографической коллекции.

Потом «Охотск» снова пошёл на север, но из Берингова пролива повернул на восток, в залив Коцебу. Залив принадлежал уже Северному Ледовитому океану, льды заполняли его и всё окружающее пространство. Снова пришлось повернуть на юго-запад; из Аляскинского залива пошли к берегу Чукотки, а затем — к островам Прибылова и в Ново-Архангельск. Затем пришло известие о том, что командировка петербургского препаратора продлена ещё на 3 года. Зимой он обрабатывал полученные во время плавания материалы, делая новые приобретения у местных жителей и готовясь к новой поездке. В апреле 1844 года на бриге «Промысел» Вознесенский поплыл к Курильским островам.

«Путешествие моё в этом году, — писал он в отчёте, — было самое отдалённейшее от Ситхи и многочисленное по заходам на разные острова...» Полтора месяца шёл бриг до Курильских островов.

На Урупе, острове, образованном из соединившихся своими основаниями вулканов, Вознесенский пробыл до середины июня. Оставил там, в селении, основанном Этолиным в 1828 году, до следующего года своего помощника Филата Дружинина, снабдив подробной инструкцией. От Урупа бриг пошёл к северным островам — Симушир, Парамушир и Шумшу. На них Вознесенский высаживался, знакомясь с природой. 6 июля, через 10 дней плавания, бриг прибыл в Петропавловск-Камчатский. Вознесенский оказался в нём впервые. Прожил там недолго, воспользовавшись попутным галиотом, высадился на два дня на острове Беринга и был необычайно счастлив, обнаружив на берегу череп и кости позвоночника ластоногого животного — морской коровы, описанной спутником Беринга Георгом Стеллером. Это малоподвижное, травоядное животное, питавшееся исключительно морскими водорослями, оказалось очень удобным объектом охоты. Оно оказалось беззащитным перед охотниками, и очень скоро было полностью уничтожено («Стеллерова корова» считается вымершей с конца XVIII века).

На обратном пути галиот «Мореход» попал в шторм, длившийся без перерыва почти три недели. Берингово море сильно потрепало судно, с трудом добравшееся до Ново-Архангельска. На этот раз Вознесенский имел возможность осмотреть окрестности селения: долину реки Колошенская и Колошенские проливы. У индейцев племени колошей он раздобыл немало предметов этнографии. Между тем надвигалась зима. 10 октября он записывает в дневнике: «Два дня, которые были ясные, как весной, и холодные, как ноябрьские на Руси, обязали, казалось, надеяться на столь же хорошую погоду и сегодня, как вчера.