2 июля экспедиция вышла с Тихоно-Задонского прииска и углубилась в тысячеверстную тайгу, имея с собой лишь примитивный рисунок на бересте. За рекой Вачей в светло-лиловом тумане выступали скалистые горы Ленско-Витимского водораздела. Медленно караван из пятидесяти трех лошадей взобрался на вершину мрачного горного массива, сложенного глубинными кристаллическими породами и укутанного непроглядной вековой тайгой. Вскоре пришлось прекратить все научные работы, кроме наблюдений за температурой, направлением и скоростью ветра, облачностью и давлением воздуха, потому что проводники-эвенки отказались вести отряд дальше, не зная дороги. Кропоткин, Поляков и Машинский были вынуждены самостоятельно вьючить лошадей, устраивать привалы, разжигать костры, приготовлять на них пищу и находить дорогу в хаосе гольцов, не теряя генерального направления.

Витим широко разлился после весеннего снеготаяния и дождей, и переправа была нелегкой — на нее ушло два дня. С большим трудом перевели на другой берег лошадей, а там пошли прямо на юг, пересекая монолитный, почти нерасчлененный, суровый и неприступный хребет, названный Кропоткиным Северо-Муйским. За его каменной стеной, переходящей на востоке в столь же неприступный хребет Кодар, открылась долина реки Муи, с юга огражденная Южно-Муйским хребтом, продолжающимся восточнее хребтом Удокан.

Каждый день — тяжелые переходы то в гору, то вниз, в долину. Шли медленно. Кропоткин то и дело останавливался, записывал, зарисовывал, ехал дальше и продолжал думать, покачиваясь в седле…

Откуда валуны? И главное: почему так гладко отполирована их поверхность? Если бы здесь плескалось море, всё было бы понятно. Море холодное, по нему плавали льдины и айсберги, они таяли с течением времени, на дно оседали вмороженные в лед камни. Только почему на них столько царапин и почему царапины эти все направлены в одну сторону?.. Да и нет здесь никаких следов моря, нет поздней морской фауны…

Наледи, так часто пересекавшие ручьи Патомского нагорья, оказались самым серьезным препятствием на пути. Лошади скользили по облизанному водой льду, и тогда было лучше спускаться в холодную до судорог воду, чем карабкаться по этим миниатюрным ледникам. Переход, занявший четыре месяца, был чрезвычайно трудным. Вот что писал Кропоткин с берегов Витима брату Александру: «Тридцать раз вспомнишь, что вот-де в Иркутске живут, занимаются вдоволь, потом вспоминаю: ведь надо же кому-нибудь прокладывать новые пути, а если пройдем, то и для географии и для промышленности будет польза, и успокоишься». Пересечена была обширная горная территория, очень сложно устроенная, отдельные элементы которой, казалось, совсем не связанные друг с другом, оказались единой горной страной, которую Кропоткин назвал Олёкминско-Витимской.

Спустившись с Южно-Муйского хребта, путешественники двинулись по болотистой равнине Витимского плоскогорья. К югу растительность становилась менее приземистой, как бы расправлялась — видимо, это было связано с постепенным уменьшением заболоченности. В низкорослом березняке появились отдельные могучие экземпляры лиственниц, прочно укоренившиеся в тонком слое талой почвы благодаря тому, что их корни распространялись горизонтально над вечной мерзлотой.

Но вот болота сменились сухими забайкальскими степями, склоны холмов обнажились от леса, широко расстелились луга, пересекаемые неглубокими прозрачными речками. На этот участок маршрута уже была карта, но если ей верить, на пути экспедиции должна была стать могучая стена Станового водораздела. Решив, что хребет пересекает весь материк, его назвали «необходимым камнем». Однако Кропоткин установил: «Станового хребта не существует, этим громким именем называется размытый водами уступ, которым обрывается плоскогорье в долину реки Читы».