В 1838 году Чусовую изучал геолог Григорий Щуровский (он более известен своими исследованиями Алтая). Гораздо результативней оказалась экспедиция знаменитого английского геолога Родерика Импи Мэрчисона (часто пишут Мурчисона), побывавшая на Урале в 1841 году. Маршрут Мэрчисона был таков: от Серебрянского завода по реке Серебряной до Чусовой, по Чусовой до Койвы, вверх по Койве до нынешнего посёлка Теплая Гора и далее через Промысла на гору Качканар. Результатом этой поездки стало выделение Мэрчисоном в геологической истории нашей планеты Пермского периода. Он был официально признан и «узаконен» собранием Французского геологического общества в 1843 году. На всех геологических картах мира горные породы пермского возраста имеют светло-коричневую расцветку.

В этом путешествии Мэрчисона сопровождал Николай Кокшаров — будущий российский академик. (Интересно, что его отец Иван Кокшаров, главноуправляющий Берёзовским золотодобывающим заводом, в 1829 году принимал А. Гумбольдта.) Образцы пород с Чусовой для Мэрчисона собирал капитан горной службы Пётр Карпинский, отец будущего академика и первого президента Академии наук СССР. Николай Иванович Кокшаров был учителем и другом Александра Петровича Карпинского. В честь Александра Карпинского назван город Карпинск на Северном Урале, а в честь Родерика Мэрчисона — город Мэрчисон в Австралии.

Кстати, ещё про названия. С 1940 по 1957 год город Пермь назывался городом Молотов. Рьяные поборники политлояльности требовали Пермский геологический период во всех учебниках переназвать молотовским геологическим периодом. Учёные всё же сумели отстоять историческое название, апеллировав к тому соображению, что в иностранных учебниках им ничего не исправить, а термин применяется во всём мире.

Мэрчисон вспоминал о своём путешествии так: «…посреди такого народа исчезает и самая мысль о невозможностях и затруднениях… Было ли ложе какого-либо потока маловодно, он превращался чудом в судоходную реку. На местах мелководных перетаскивали крестьяне лодки, оживляя труд громкими песнями. Стояла ли погода сухая или мокрая, знойная или холодная, никогда не было ропота, и "можно" — было единственным ответом этих необыкновенных людей».

Чусовая становится объектом интереса даже царственных особ. В 1837 году на Чусовой и на Серебряной побывал цесаревич, будущий император Александр II. Он путешествовал по отдалённым областям своей империи, знакомясь с жизнью своего народа. В пути его сопровождал наставник, знаменитый поэт В. А. Жуковский. После посещения цесаревича, в 1837 году в окрестностях Шайтанских заводов (ныне — город Первоуральск) появился первый столб «Европа — Азия». Традиция отмечать переезд царственных особ через Уральский хребет установкой памятных знаков «Европа— Азия» продолжилась в 1868 году, когда на Серебряной побывал Великий князь Владимир Александрович. В честь этого события близ посёлка Кедровка был установлен чугунный памятник-храм.

В 1846 году на Чусовой был основан первый водомерный пост и началось изучение гидрологического режима реки.

В 1855 году Чусовую изучал знаменитый геолог, горный инженер, исследователь Северного, Приполярного и Полярного Урала Эрнест Гофман.

В 1861 году Чусовую передали в ведение Министерства путей сообщения, и вместе с благоустройством реки началось и подробное картирование. В 1867 году на Среднем Урале и Чусовой побывала экспедиция академика В. П. Безобразова. В 1873 году по Чусовой совершил поездку известный русский геолог Иван Мушкетов, исследователь Тянь-Шаня и Туркестана. В 1876 году Чусовую пересекла экспедиция Альфреда Брэма, автора «Жизни животных». Систематическое геологическое и орографическое изучение России началось с 1882 года, с возникновения Геологического комитета, — и только тогда на Чусовую стали приезжать уже обычные экспедиции, а не «команды энтузиастов».