25 августа дубель-шлюпка достигла реки Оленек, где командир отряда принял решение остаться на зимовку. Одной из причин этого решения стала течь в корпусе судна. Во время зимовки Прончищев и еще несколько человек заболели цингой.

2 августа 1736 г. «Якутск» снова вышел в море, где сразу же встретил тяжелые льды. 13-го числа Прончищев открыл остров, названный через три года Х. Лаптевым островом Преображения. К 19 августа мореплаватели достигли островов Самуила (ныне – острова Комсомольской Правды), где убедились, что ледовая обстановка не позволит им пройти дальше. Пришлось возвращаться назад, и 2 сентября заменивший тяжелобольного Прончищева (он скончался 29 августа) штурман С. И. Челюскин привел «Якутск» к устью Оленека. 11 сентября умерла Татьяна Прончищева.

В декабре Челюскин и Чекин отправились в Якутск, куда добрались только к концу июля 1737 г. Тем же летом в город пришла и дубель-шлюпка под командованием боцманмата В. Медведева. Журналы и карты Челюскин передал отправлявшемуся в Петербург лейтенанту Д. Лаптеву.

Адмиралтейств-коллегия рассмотрела привезенные материалы и приняла решение о продолжении работ отряда, который теперь возглавил лейтенант Х. П. Лаптев. В случае невозможности пройти из Хатанги в Енисей морем, отряду следовало обойти полуостров Таймыр с описью по берегу. Учитывая трагический опыт зимовки Прончищева, инструкция предписывала не возвращаться осенью к месту прежней зимовки, а зимовать ближе к достигнутому пункту, чтобы не терять время на переходы следующим летом. На выполнение работ отводилось четыре года.

В июне 1739 г. отряд в составе 47 человек – почти все участники плавания Прончищева – вышел из Якутска. Вместе с дубель-шлюпкой шли дощаники (плоскодонные речные несамоходные суда) с грузом продовольствия, который нужно было доставить на базу на Оленеке. Спустившись по Лене, дубель-шлюпка вышла западной протокой в море и, обойдя с севера нынешний остров Бегичев (принятый моряками за полуостров), вышла в Хатангский залив. 27 июля был открыт залив Нордвик, обследованием которого занимался геодезист Н. Чекин. 21 августа экспедиция достигла мыса, названного мысом Фаддея; на нем соорудили каменный маяк. Из-за сплоченных льдов «Якутску» пришлось вернуться в низовья реки Хатанги (куда пришел 24 августа), где отряд остался зимовать у реки Блудной.

Во время зимовки Х. Лаптев ввел в рацион своих людей строганину (мороженую сырую рыбу), благодаря чему не было ни одного случая заболевания цингой, а умер лишь один из солдат. Зимой 1739–1740 гг. участники экспедиции провели несколько санных разведочных походов для описания берега от устья Таймыры до Пясины, не принесших больших результатов.

«Якутск» вновь вышел в море 13 июля 1740 г. Остров Бегичев прошли лишь 12 августа, а в Хатангском заливе дубель-шлюпку задержали льды. На следующий день, находясь на 75º 49’ с. ш., судно оказалось со всех сторон окружено льдом, дрейфовавшим по течению в северо-восточном направлении. Шканечный журнал «Якутска» сообщает: «13 августа. 1-й час пополудни. В начале сего часа стало льдом тереть дубель-шлюпку, и одною льдиною прижав, надломило форштевень, такожде и всеё дубель-шлюпку помяло; хотя подле бортов были бревна запущены, токмо то не помогало, и учинилась великая течь; того ради мы, поставя три помпы, стали выливать воду, а дрова из интрюма, воду и провиант выбрав на верх, стали искать течи, вырубая подтоварник (нижняя палуба) в носу и между кнопами (кокоры [часть елового ствола с корнями, приблизительно ему перпендикулярными, применяющаяся в судостроении], связывающие штевни с килем…). 2-й час. Засыпа́ли [пробоину] мукою и пеплом; в то же время погрузило у дубель-шлюпки корму, а нос на льдину приподняло; и мы с наружной стороны на носу то место законопатили. Выливали из дубель-шлюпки воду в три помпы и ведрами; токмо воды не убывает. 3-й час. Сделали доску и наложили небольшой мешок муки в то место, где течь пробилась, с наружною стороны, у надломленного форштевня».

К середине следующего дня оказался затоплен весь провиант. Под напором льда судно резко накренилось на правый борт. Спасательные работы продолжались до вечера 14 августа. Моряки подвели под пробоины в носу пластырь из парусов, откачивали воду. Но к вечеру вода поднялась уже до уровня верхней палубы. Вновь обратимся к шканечному журналу: «7-й час [вечера 14 августа 1740 г.]. Видя, что спасение судна не в нашей воле, стали доставать из трюма какой можно было достать провиант, выкидывая его на лед и продолжая в то же время отливать воду…».

Утром туман разошелся и примерно в 15 милях к юго-западу от гибнущего судна моряки увидели берег. Тогда же в подзорные трубы была замечена полоса припая, к которой несло «Якутск». Общими усилиями удалось подтащить дубель-шлюпку к ледовому полю, на которое начали выгружать имущество, провиант, собак. На берег сразу же перевезли денежную казну. Вечером 15 августа неожиданно взломало мористую часть неподвижного припая, и ледяные поля стало сносить к югу. Поскольку шансов на спасение судна не оставалось, был собран «консилиум» из офицеров и унтер-офицеров. На нем решили, что «…дубель-шлюпку спасти невозможно, и дабы спасти хотя людей, сошли на помянутый стоячий лед».

Утром 16 августа моряки двинулись к берегу, таща за собой восемь волокуш с провиантом. Путь им преградила полоса воды, которую пришлось переходить вброд. На берегу измученные люди сразу же приступили к постройке «земляных юрт». До конца месяца, пока не взломало припайный лед, потерпевшие кораблекрушение занимались доставкой на берег продуктов и предметов, оставленных на льду. За это время дубель-шлюпку южным ветром отнесло от припая, и она затонула на параллели входа в бухту Прончищевой.

Лишь 20–22 сентября, когда замерзли реки, возглавляемые Чекиным, Лаптевым и Челюскиным группы вышли в направлении Хатанги. В юртах оставили троих лежачих и одного ходячего больного (их привезли на базу 4 ноября, один – конопатчик Василий Михайлов скончался по дороге). Моряки «Якутска» собрались на базе на реке Блудная к 4 ноября 1740 г. С момента кораблекрушения от болезней скончались 4 человека (один похоронен вблизи места гибели «Якутска», трое – у зимовья в устье Хатанги).

После гибели судна стало ясно, что выполнение дальнейшей описи берегов возможно только по суше. Весной 1741 г. Х. П. Лаптев пересек полуостров на собаках до озера Таймыр, затем по долине реки Таймыры дошел до ее устья и, повернув на запад, берегом моря достиг мыса Лемана, где встретился с С. Челюскиным, описавшим реку Пясину и участок западного берега полуострова Таймыр до мыса Стерлегова. Оба путешественника вернулись к устью Пясины и летом 1741 г. поднялись вверх по ней до одноименного озера, откуда перебрались в Туруханск. Зимой 1741–1742 гг. необследованный участок восточного и северного побережья Таймыра (от мыса Стерлегова до залива Фаддея) был описан С. И. Челюскиным. Таким образом, к 1742 г. удалось выполнить первую в истории картографическую съемку побережья Северного Ледовитого океана между Леной и Енисеем.

Память о первопроходцах Таймыра осталась в виде многочисленных топонимов на географических картах, названиях судов и памятников, установленных в Арктике в разные годы. В селе Усть-Оленек сохранилась могила В. В. и Т. Ф. Прончищевых. В 1987 г. недалеко от нее был сооружен памятный знак из красного гранита. В 1999 г. по инициативе московского клуба «Приключение», возглавляемого Д. И. Шпаро, могила была отреставрирована, а проведенные археологические исследования позволили воссоздать внешний облик супругов Прончищевых.