Выполнение первой задачи было поручено лейтенанту Казакевичу, второй — мичману Гроте. Козакевич, следуя вдоль берега, достиг мыса Табах, за которым перед ним и его спутниками открылось широкое устье Амура. После казака Пояркова это были первые европейцы, увидевшие устье великой реки.
Менее удачной была экспедиция мичмана Гроге. Встретив отмели, тянувшиеся поперек лимана, он вернулся, уверенный в том, что Сахалин — полуостров.
Обрадованный открытием Козакевича, Невельской не поверил сообщению мичмана Гроге о том, что лиман Амура имеет только один северный выход, и 10 июля на трех шлюпках и байдарке с четырнадцатью матросами, тремя офицерами и доктором сам отправился в устье Амура.
От мыса Табах вдоль левого берега Амура Невельской и его спутники поднялись до низменного мыса Куегда, названного ими Константиновским, и, перейдя к противолежащему мысу Мео, пошли обратно вдоль правого берега реки до мыса Пронге, откуда начинался лиман.
Следуя по лиману вдоль берега к югу, искусно обходя мели, отряд Невельского 22 июля достиг самого узкого места лимана. Оказалось, что Сахалин отделяется от материка проливом шириною в четыре мили и глубиною в пять сажен. Это было великое открытие. Тот факт, что Сахалин — остров, а устье Амура — судоходно и имеет два выхода — на север в Охотское море и на юг в Татарский пролив, теперь не вызывал сомнений.
Кроме того, было точно установлено, что в районе Амура нет никаких китайских поселений.
Невельской поспешил послать в Петербург курьера с сообщением об открытиях. Он надеялся, что в Петербурге ему позволят приступить к более подробным исследованиям открытых районов. Но не так-то легко было сломить тех, кому невыгодны были открытия Невельского. Отважный моряк был вызван в Петербург для объяснений. Здесь он узнал, что в декабре 1849 года ему присвоили звание капитана 2-го ранга. Созданный по приказу Николая I «Амурский комитет», возглавляемый Нессельроде, заслушав Невельского, отнесся к его открытиям с недоверием и по настоянию Нессельроде вынес половинчатое решение: создать Амурскую экспедицию во главе с капитаном 1-го ранга Невельским (этот чин был присвоен ему 8 февраля 1850 года) и поручить ей основать зимовье на юго-восточном берегу Охотского моря, но ни в коем случае не «касаться лимана и реки Амура».
Вернувшись на Амур, Невельской вторично нарушил инструкции.
Гиляки рассказывали, что в районе Амурского лимана все чаще и чаще стали появляться иностранные корабли. Стоило какому-нибудь предприимчивому иностранцу основать здесь пост, и бассейн реки Амур, а следовательно, и все еще не исследованные районы южнее его, были бы навсегда потеряны для России. Этого не мог допустить Невельской. Рискуя навлечь на себя недовольство начальства, он решил основать в Амурском лимане первый русский пост и поднять на нем национальный флаг.
Тяжело было на сердце у Невельского. Он хорошо помнил, как холодно приняли в Петербурге его открытия в лимане, и понимал, что вторичное ослушание может стоить ему очень дорого, но шел на это, сознавая, что судьба открытых им земель, их принадлежность русскому народу зависела в тот момент от его действий.
Когда все дела в селении Петровском, основанном Невельским 29 июня 1850 года на побережье залива Счастья, были улажены и погода несколько улучшилась, Невельской вышел на шлюпке вверх по Амуру на поиски места для будущего поста.
Оба берега в этом месте были густо населены. Гиляцкие стойбища различных размеров виднелись почти за каждым поворотом реки. Во многих из них Невельской бывал в прошлом году, и сейчас его узнавали. Но и там, где он не был, русских встречали толпы гиляков Старейшины родов приглашали остановиться у них, угощали матросов и всем своим поведением изъявляли радость по поводу появления русских.
Осмотрев еще раз мыс и прилегающие к нему места, Невельской объявил команде, что на обратном пути здесь будет поставлен пост. Для изучения района он оставил топографа и двух матросов. Выше мыса Куегда Невельской пересек Амур и направился вверх по течению вдоль правого берега. В этих местах русские еще не бывали, но слухи об их прошлогоднем плавании дошли и сюда. Гиляки рассказали, что выше устья Амгуни на правом берегу Амура есть высокие камни, которые, по преданию гиляков, были поставлены «лоча» (русскими) давным-давно, и что гиляки берегут эти камни. Загадочные столбы находились в трех верстах от селения Тырс на правом берегу Амура, они представляли собой высокие естественные скалы. На двух из них Невельской обнаружил русские надписи, высеченные два столетия назад. На одной скале было высечено «1644 год», на другой — «1669 год» и славянская буква «Б». В значении первой надписи сомнения быть не могло: 1644 год был годом плавания по Амуру отважного русского казака Пояркова, следовательно, эту надпись сделали либо он, либо его люди. Надпись являлась новым доказательством ото, что русские первыми открыли Амур.
Расположившись лагерем на мысе Куегда, Невельской приказал матросам поставить здесь небольшую юрту, соорудить пакгауз для товаров и поставить флагшток. Пока шли эти приготовления, он в сопровождении, переводчиков несколько дней объезжал окружающие гиляцкие селения Л приглашал жителей 1 августа 1850 года явиться на мыс Куегда, на церемонию торжественного подъема русского флага.
И вот этот день настал. На расчищенной поляне уже возвышались возведенные матросами постройки. Свежий ветер с океана разогнал облака. Яркое солнце отражалось в металлических украшениях праздничной одежды гиляцких женщин и начищенных ружьях матросов, выстроившихся у флагштока.
Ровно в двенадцать часов дня, после того как Невельской коротко объяснил собравшимся смысл происходящих событий, он приказал поднять над открытой им землей русский военно-морской флаг.
Когда торжественная церемония подъема флага окончилась, Невельской передал присутствовавшим гилякам заготовленное им объявление на французском и английском языках:
«От имени Российского правительства сим объявляется всем иностранным судам, плавающим в Татарском заливе, что так как прибрежье этого залива и весь Приамурский край, до корейской границы, с островом Сахалином составляют Российские владения, то никакие здесь самовольные распоряжения, а равно обиды обитающим народам, не могут быть допускаемы. Для этого ныне поставлены российские военные посты в заливе Иской и в устье реки Амура. В случае каких-либо нужд или столкновений с местным населением нижеподписавшийся, посланный от правительства уполномоченным, предлагает обращаться к начальникам этих постов».
Районы южнее Амура и Сахалина вплоть до Корейской границы еще не были исследованы. Многие ученые высказывали предположение, что побережье этих районов не имеет удобных гаваней и вообще не представляет никакого интереса. Невельской предполагал обратное.
Но прежде чем продолжать исследования, надо было явиться в Петербург. Невельской прибыл туда зимой 1850–1851 годов. Сообщение его об основании Николаевского поста (так был назван пост, поставленный им в устье Амура) вызвало возмущение среди правительственных чиновников Было решено пост ликвидировать, а Невельского за «дерзкие и противные высочайшей воле» действия разжаловать в рядовые. Только благодаря энергичному вмешательству генерал-губернатора Восточной Сибири Н. Н. Муравьева, сумевшего доказать Николаю I необходимость занятия бассейна реки Амур, это решение было отменено. Но одновременно было дано указание ограничить действия Амурской экспедиции.
27 июня 1851 года Невельской в сопровождении членов Амурской экспедиции лейтенанта Н. К. Бошняка, штурманского прапорщика А. И. Воронина, доктора Д. И. Орлова, топографа Попова, служащего Российско-американской компании Березина и тридцати человек команды прибыл в залив Счастья, чтобы продолжать исследование неизвестного края и начать его освоение. Узнав от оставшегося зимовать на берегах Амура прапорщика Орлова о том, что иностранцы подбивали гиляков не пускать русских на Амур, Невельской решил в первую очередь укрепить основанный им в 1850 году пост Николаевский и выделил для этого часть людей во главе с Бошняком.
