В те же примерно годы XVII века, когда русские мореходы выяснили истинные размеры Новой Земли, нанося на карту ее береговую линию, бухты, заливы, горы, озера, реки, на другом конце Евразии японцы начали исследование островов Хоккайдо, который они называли Йессо, и Сахалина — Северного Йессо. Отделенный от острова Сахалин узким проливом Лаперуза (7,3 км), он представлял собой как бы единый архипелаг из двух островов, подобный Новой Земле, разрезанной поперек проливом Маточкин Шар.

Остров Хоккайдо, населенный айнами, долго не представлял интереса для японцев, хотя в 1636 году была составлена его приблизительная карта. Тогда же на юг Сахалина высадился отряд этой экспедиции, но не сохранилось никаких ее материалов. Только в 1785 году, когда русские проявили повышенную активность на севере Тихого океана, была организована первая крупная экспедиция для исследования Хоккайдо. Ей удалось завершить съемку побережья острова. На северном мысу острова осталось зимовать пять человек; до лета они не дожили: все умерли от голода и холода.

Один из участников экспедиции, Могами Токамия (Токунай), в августе 1785 года переправился через пролив Лаперуза на Сахалин. Он взял у айнов лодку и проплыл 600 км вдоль западного побережья острова, потом осмотрел побережье залива Анива, а зимовать вернулся на Хоккайдо. В июне 1786 года, после того как он картировал два острова Курильской гряды — Итуруп и Уруп — Токамия — снова на Сахалине. Теперь в его распоряжении пять лодок. Он прошел со съемкой вдоль западного побережья до 48° с.ш. В третий раз он попал на Сахалин только в 1792 году, когда продолжил свою съемку западного побережья еще на четыре градуса. Потом вернулся на юг и проследил на 500 км берег залива Терпения, поднялся вверх по реке Поронай, до ее истоков, перевалил через горный хребет и пересек весь остров до западного побережья. Он составил карту двух островов — Хоккайдо и Сахалина. Но власти Японии ее засекретили, и она стала известной только через столетие.

В 1787 году, когда Могами Токамия вернулся из своего второго путешествия на Сахалин, к Хоккайдо (Йессо) подошли фрегаты Жана Франсуа Лаперуза "Буссоль" и "Астролябия". Они шли в тумане и незаметно оказались у западного берега Сахалина. Двигаясь по Татарскому проливу, отделяющему остров от материка, Лаперуз заметил, что к северу пролив сужается и глубина его уменьшается, и он решил, что впереди перешеек, соединяющий остров и материк.

Переждав шторм в удобной бухте, которую назвал заливом Де Кастри, Лаперуз пошел на юг, повторив, ничего не зная об этом, путь японца Токамия.

Лаперуз дал название южной оконечности острова — мысу Крильон. Но островное положение Сахалина не было установлено.

После Лаперуза в 1805 году в северо-западной части Тихого океана плавал на корабле "Надежда" первый русский кругосветный путешественник Иван Крузенштерн. Возвращаясь из Японии с русским посланником Н. Резановым в Петропавловск-Камчатский, он заснял западный берег острова Хоккайдо и через пролив Лаперуза приблизился к Сахалину. "Надежда" обогнула мыс Анива и пошла на север, вдоль сахалинского побережья. Крузенштерн вел постоянно съемку берега, и на карту легли новые заливы, мысы, крохотные острова… Появились новые названия: мысы Сенявина и Соймонова, острова Ловушки.

Был конец мая, море еще не освободилось ото льда, и Крузенштерн идет в Петропавловск с тем, чтобы вернуться к Сахалину летом.

19 июля Крузенштерн продолжит съемку берега к северу от залива Терпения. Пришлось прервать работу из-за шторма, бушевавшего несколько дней. Он завершился густым туманом, долго не рассеивавшимся. Становится понятным название, данное заливу голландским мореплавателем де Фризом, открывшим его в 1643 году — залив Терпения. Тогда ему пришлось пережидать такой же туман.

Крузенштерн специально обследует восточный берег залива между северной оконечностью Сахалина и берегом материка. Этот залив, названный Сахалинским, резко сужается к югу в направлении к Амурскому лиману. И заметно уменьшается его глубина. Крузенштерн пришел к выводу, "не оставляющему ни малейшего сомнения", что вблизи Амурского лимана Сахалин соединяется с материком перешейком и представляет собой полуостров, как утверждал Лаперуз. Поставлена точка в споре, но, как потом выяснилось, ошибочно. Впрочем, сам Крузенштерн считал последующее изучение этого района предприятием "не бесполезным", поскольку "оставалось еще неизведанное пространство, составляющее от 80 до 100 миль, а положение устья Амура не определено с достаточною достоверностию".

Несмотря на то что и в низовьях Амура и в район Сахалина плавали суда и в последующие годы, проблема оставалась нерешенной, пока ею не занялся офицер российского флота, ставший впоследствии адмиралом, Геннадий Иванович Невельской.

В 1818 году он был отправлен на транспорте "Байкал" с заданием "осмотреть тщательно Северный Сахалин, определить с севера подходы к лиману Амура, определить устье Амура, описать берега Амура и определить состояние южной части лимана".

Г. Невельской был уверен в островном характере Сахалина. Особенно убеждали его показания ссыльного раскольника Гурия Васильева, бежавшего в 1826 году с Нерчинской каторги. Он двинулся на восток в лодке — по Амуру. Спустившись к лиману, перезимовал у гиляков, а летом следующего года поплыл вдоль берега на север от устья Амура и добрался до Тугурского полуострова уже в Охотском море. Там он второй раз перезимовал и еще через год прибыл на гилякской собачьей упряжке в Удский острог, где и дал свои показания. "Устье Амура, — рассказывал он, — содержит около тридцати верст в ширину. Большой остров, лежащий на восток, отстоит от устья верстах в шестидесяти…"

Невельской узнал о рассказе Васильева от одного своего сослуживца в Балтийском флоте, приехавшего с Дальнего Востока. Ему захотелось решить эту давнюю загадку. Для этого нужно было каким-то образом попасть на Дальний Восток, что было нелегко: ведь служил-то он в Кронштадте.

Невельскому не удалось попасть на отправляющийся в кругосветное плавание фрегат "Паллада". Однако с помощью многолетнего своего наставника, адмирала и известного географа Ф.П. Литке, Невельской, получивший в ту пору звание капитан-лейтенанта, был назначен командиром на только еще строившийся в Гельсингфорсе транспорт "Байкал". После спуска на воду он должен был с грузом отправиться на Камчатку. Невельской проявляет большую энергию и добивается ускорения строительства транспорта, встречается с недавно назначенным генерал-губернатором Восточной Сибири Н.Н. Муравьевым, получив от него обещание поддержки. А пока Муравьев помог в том, что в инструкцию Г.И. Невельскому был включен пункт об исследовании после сдачи груза в Петропавловске юго-западной части Охотского моря.

21 августа транспорт "Байкал" вышел в плавание. Путь лежал вокруг Южной Америки, с заходом в Рио-де-Жанейро. 10 января 1849 года миновали мыс Горн и оказались в Тихом океане. Еще два захода — в чилийский порт Вальпараисо и в Гонолулу на Гавайских островах. И наконец — Камчатка. 12 мая "Байкал" вошел в Авачинскую бухту, обильно засыпаемый весенним снегом.

В Петропавловске Невельскому вручают инструкцию, в которой содержится пункт об осмотре северной части Сахалина, но она не была утверждена царем, который считал Амур "рекой бесполезной" и не верил в возможность захода в его устье морских кораблей. Это заставило Невельского действовать на свой страх и риск. Но план свой он решил осуществить.

17 июня транспорт "Байкал" подошел к северной оконечности Сахалина — мысу Елизаветы. На воду спускаются шлюпки, отправляющиеся "на поиски Амура", пресной речной воды в проливе. И.Ф. Крузенштерн считал, что один из рукавов Амура выходит к Сахалину и прорезает его. Но очень скоро выяснилось, что береговая черта Северного Сахалина нанесена на карту с ошибками. Пошли дальше по Татарскому проливу (или заливу). 19 июня увидели впереди пролив, но в этот момент транспорт сел на мель, сняться с которой удалось лишь через сутки.

Высланные вперед шлюпки не смогли обнаружить фарватера, и транспорт пошел вдоль материкового берега как бы ощупью, лавируя между отмелями. Затем на достаточной глубине "Байкал" стал на якорь. Впереди — лиман, исследовать который можно только на шлюпках. 6 июля рано утром Невельской отправил на шлюпке старшего офицера транспорта Петра Казакевича. Он пошел вдоль песчаного берега, кое-где поросшего лесом или заболоченного. Много селений попадалось на пути, и местные жители встречали моряков приветливо, хотя ранее они никогда не видели европейцев.

Вышли к реке, текущей на юго-восток. Широкие песчаные отмели пересекали ее течение. Казакевич поднялся на гору Табах при входе в устье Амура, чтобы точно определить ее координаты, используя астрономические наблюдения. И он был поражен открывшейся перед ним картиной.

На запад расстилалось огромное водное пространство, "которому не было конца", это и был так долго искомый Амур. Прямо на горизонте, за широким лиманом проступали очертания Сахалина. Спустившись с горы, Казакевич поднялся вверх по Амуру до гилякского селения Чныррах. И вернулся после семидневного путешествия на "Байкал", несказанно обрадовав своим рассказом Невельского.

15 июля Геннадий Иванович сам на вельботе с двумя шлюпками отправляется в плавание. С ним три офицера, врач и 14 матросов. Проведены измерения глубин, выполнено несколько астрономических определений координат, а в результате выявлен фарватер на Амуре.

22 июля Невельской со своей командой достиг того места, где берег материка ближе всего подходит к сахалинскому. "Здесь, — писал он в отчете, — между скалистыми мысами на материке, названными мною Лазарева и Муравьева, и низменным мысом Погоби на Сахалине, вместо найденного Крузенштерном, Лаперузом, Браутоном и в 1846 году Гавриловым низменного перешейка, мы открыли пролив шириною в 4 мили и с наименьшей глубиной 5 саженей… Мы возвратились обратно и, проследовав открытым нами Южным проливом, не теряя нити глубин, выведших нас из Татарского залива в лиман, направились вдоль западного берега Сахалина".

Прежде чем вернуться с радостной вестью об открытии в Охотск, Невельской проводит съемку и опись юго-западного побережья Охотского моря, что предписано было инструкцией. Описаны несколько островов, длинный залив, перегороженный песчаными намывными барами (подводными валами), измерены глубины. Найден тот участок залива, в который могли бы заходить суда без риска сесть на мель. Невельской назвал его заливом Счастья.

Тем временем генерал-губернатор Муравьев отправил на поиски исчезнувшего Невельского своего офицера М.С. Корсакова на шхуне "Кадьяк". Корсаков ни с чем возвратился в Аян, где на транспорте "Иртыш" находился сам генерал-губернатор. И вдруг на входе в бухту показался "Байкал". Муравьев помчался ему навстречу на вельботе, и Невельской прокричал ему с борта транспорта: "Сахалин — остров! Вход в лиман и реку Амур возможен для морских судов с севера и юга!" Так было рассеяно вековое заблуждение.