Успех экспедиции лейтенанта Петра Анжу, доставившей в 1823 году первую достоверную информацию для создания карты Новосибирских островов, вдохновил русских исследователей более внимательно посмотреть на примыкающий материк и окружающие острова. Однако прошло еще более 60 лет, прежде чем это внимание было подкреплено практическими шагами. Очередная экспедиция посетила эти земли только в 1886 году.

Она была организована российской Академией наук и, в отличие от предыдущих, имевших главной целью только съемку береговой черты, должна была всесторонне изучить Новосибирские острова. Общее руководство экспедицией было возложено на доктора Александра Бунге, два года отработавшего на Сагастырской метеостанции. В помощь ему был назначен доктор геологии барон Эдуард Толль.

Будущий известный полярный исследователь родился в 1858 году. В 1882 году он закончил Юрьевский (Тартуский) университет. Как у большинства арктических исследователей, его первая научная экспедиция была в южном направлении. В Алжире и на Балеарских островах он изучал фауну, флору, геологию. Вернувшись в Дерпт, защитил кандидатскую диссертацию по зоологии, был оставлен при университете. Увлекшись трудами знаменитого исследователя Сибири и Дальнего Востока Александра Миддендорфа, указавшего на зональность растительности и наличие в Сибири вечной мерзлоты, а также наслушавшись его лекций, Толль начал готовить себя к научной работе в Сибири, в Арктике. Изучал минералогию, геологию, ботанику, зоологию, медицину… Труды Толля привлекли внимание знаменитого российского ученого–полярника Александра Бунге, который пригласил в молодого коллегу отправиться в экспедицию на Новосибирские острова.

В марте — апреле 1885 года 27–летний Эдуард Толль, проделав по реке Яна около 400 километров, прибыл в Верхоянск. Там он исследовал речные притоки, за 38 дней проделав 1,5 тысячи километров. Собрав много ценных материалов, вернулся в село Казачье. Недолго отдохнув, весной 1886 года исследователи перешли по льду на остров Большой Ляховский и здесь разделились.

Доктор Бунге направился к острову Котельный, а затем вернулся на Большой Ляховский, где в Малом зимовье (южная часть острова), построенном еще якутским купцом Иваном Ляховым, провел лето и большую часть осени. Э. Толль сначала обследовал остров Большой Ляховский, затем перебрался на остров Котельный, где на юго–западном берегу острова, в Урассалах, построил из плавника небольшой домик. Затем он обследовал безымянный остров, назвал его в честь начальника экспедиции — Земля Бунге, Фаддеевский остров и западный берег острова Новая Сибирь. Во время поездки, находясь возле устья реки Могур–урях, он увидел на горизонте контуры четырех гор и низменной земли и предположил, что перед ним легендарная Земля Санникова, которую уже более полувека искали исследователи из разных стран.

Еще до плавания Толль познакомился с «Записками Императорского Русского Географического общества», где было рассказано о существовании некой «Северной Земли», откуда на Чукотскую землю с севера часто приходит множество оленей. И это были не «тундряные», а «морские» олени, проводящие лето где‑то за морем, а осенью приходящие на материк для зимовки в Индигирской тундре. При этом они не могли быть оленями с Новой Сибири, всегда зимовавшими только на этом острове.

Подобной уверенности прибавило и реальное открытие нового острова, находящегося между островами Котельный и Новая Сибирь, который был назван Землей Бунге. Вернувшись в Санкт–Петербург, Э. Толль тут же взялся за организацию специальной экспедиции на поиски легендарной земли. Эту идею горячо поддержали Академия наук и все известные российские ученые, связанные с исследованиями Арктики. Поддержала его и российская Государственная дума. Дело в том, что к этому времени иностранные промысловые суда уже начали появляться у «бесхозных» Новосибирских островов. В короткое время российские академики получили средства на проведение двухгодичной экспедиции.

В задачи экспедиции, позднее получившей название Русской полярной экспедиции, входили поиски «Земли Санникова» и исследование Новосибирских островов. В случае успеха она должна была через Берингов пролив выйти в Тихий океан. Кроме Э. Толля в экспедиции в качестве научных сотрудников участвовали лейтенанты Николай Коломейцев и Федор Матисен, зоолог Алексей Бялыницкий–Бируля, астроном Фридрих Зееберг и врач Герман Вальтер.

На приобретенном в Норвегии полярном китобойном судне «Harald Harfager», переименованном в «Зарю», путешественники вышли из Кронштадта 10 (23) июня 1900 года. По вековым флотским традициям мореплавателям были устроены торжественные проводы. До входных бочек судно провожал главный командир Кронштадтского порта вице–адмирал Степан Макаров. Команды парусных судов выстроились на вантах. Крепость и флот салютовали маленькому трехмачтовому барку орудийными залпами «Заря» имела грузоподъемность около 450 тонн, с паровой машиной, позволявшей развивать скорость до 8 узлов. Перед выходом в плавание на борт был загружен трехлетний запас продовольствия, а 31 июля (в Александровске–на–Мурмане) на борт было взято 20 собак, специально доставленных для похода из Усть–Янска.

Однако из‑за поломки двигателя с 13 по 18 августа «Заря» находилась у острова Диксон и потеряла здесь почти неделю столь драгоценного в летнюю навигацию времени. Меж тем летом 1900 года ледовая обстановка у таймырского побережья была особенно тяжелой. Не удивительно, что прямо по выходу с Диксона экспедиция наткнулась на большие ледовые забереги, которые серьезно затруднили дальнейший переход.

22 августа «Заря» пришла в район шхер Минина: плавание в неглубоких и совершенно неисследованных проливах стало тяжелым испытанием для ее команды. Дважды судно садилось на каменные банки, но через сутки все же достигло входа в залив Миддендорфа. Из‑за крайне плотного льда здесь пришлось надолго остановиться. Только 16 сентября «Заре» удалось выбраться из ледовой ловушки.

Прежде чем 26 сентября 1900 года стать на первую зимовку в бухте Колин Арчер, русские исследователи произвели успешную съемку и морскую опись восточного побережья Карского моря, собрали многочисленные коллекции для будущих исследований. По маршруту плавания на некоторых мысах они создали небольшие продовольственные депо, накрытые почвенным покровом, обозначая их местоположение приметными знаками. В 1973—1974 годах некоторые продовольственные депо были обнаружены экспедицией газеты «Комсомольская правда». Самым любопытным оказалось то, что за 70 лет лежания в вечной мерзлоте продукты, заложенные экспедицией Толля, не испортились и оказались вполне съедобны.

У острова Боневи (в Таймырском проливе), где за лето пролив даже не очистился от прошлогоднего льда, экспедиция встала на зимовку. Суровой зимой 1900—1901 годов, когда «Заря» зимовала на Таймыре, эта стоянка продолжалась почти 11 месяцев. Тогда же Толль в сопровождении каюров Расторгуева и Носова объехал и уточнил размеры Таймырского залива. Во время этой поездки были собраны интересные материалы о простирании геологических структур полуострова Таймыр. Он сделал любопытный вывод, что к северу от мыса Челюскин простираются аналогичные теологические структуры. Через 30 лет это предположение действительно подтвердили исследователи Северной Земли. Казалось, все идет своим чередом. Но неожиданно на судне возникли межличностные проблемы. И настолько серьезные, что Толлю под предлогом доставки почты пришлось отправить командира «Зари» лейтенанта Коломейцева, в сопровождении промышленника Расторгуева, на материк. Правда, одновременно Коломейцеву было поручено для будущего похода заложить продовольственный склад на острове Котельный.