4 июля Баренц достиг Новой Земли. На следующий день он миновал западный вход в пролив Маточкин Шар и достиг мыса Сухой Нос. Здесь, на берегу, голландцы обнаружили признаки пребывания человека. Следуя дальше на север, Баренц миновал остров, названный им Крестовым из‑за того, что на мысу стояли 2 креста с русскими надписями. Позднее этот остров будет назван островом Пинегина. Продолжая двигаться на север, 13 июля Виллем Баренц почти достиг 78 градусов северной широты, но, встретив беспредельные льды, был вынужден повернуть к Новой Земле. 29 июля суда Виллема Баренца достигли безымянного мыса на Новой Земле.
Через пару дней неподалеку они случайно заметили группу небольших островов, где увидели более 200 «сильных морских чудовищ, размерами много превышающими быка». Вероятно, это было огромное стадо моржей. Вновь открытые острова Виллем Баренц назвал Оранскими островами. Однако с севера снова пришли льды, и голландским судам пришлось отступать на юг. В конце концов они достигли пролива Костин Шар и обнаружили, что здесь до них, приблизительно в 1584 году, побывал голландец Оливер Брюнель. В августе 1594 года к югу от залива, названного Варенцом заливом Святого Лаврентия (возможно, губа Строганова) голландцы обнаружили корпус покинутого русского судна, развалины трех домов, несколько кулей ржаной муки и несколько могил. Кто были эти несчастные мореходы, и сегодня установить не удалось. Спускаясь далее к югу, у острова Долгий 15 августа Виллем Баренц встретил ходившие южным путем экспедиционные суда «Лебедь» и «Меркурий». Оба арктических отряда собрали ценные сведения по картографии островов Северного Ледовитого океана и об их природе. Вернувшись домой, голландские мореплаватели рассказали о том, что через Югорский Шар можно выйти в открытое (Карское) море. Многим тогда казалось, что вопрос о возможности прохода Северо–восточным проходом в Китай и Индию уже разрешен, а потому была немедленно организована новая экспедиция, которая должна была начать торговые сношения по вновь открытому пути вокруг северной Татарии.
На следующий год, 2 июля, уже 6 голландских судов, нагруженных товарами, в сопровождении вспомогательного судна, покинули Голландию. В экспедиции вновь участвовали Баренц, Най и Тетталес. 19 августа экспедиционные суда подошли к западному входу в Югорский Шар, который оказался забитым льдом. Голландцам пришлось ожидать здесь очищения новоземельского пролива. Только после очищения Югорского Шара ото льда голландские суда направились в Карское море, но дальше острова Местного (Мясного) пройти не сумели. Закончилось короткое полярное лето, и голландские суда вытеснил из Карского моря уже новорожденный лед.
15 сентября на совещании командиров судов было решено отказаться от дальнейшего похода. Скорее всего, это решение сыграло значимую роль в судьбе Виллема Баренца. Вот как об этом совещании и о принятом здесь решении рассказал советский полярный исследователь, член–корреспондент Академии наук СССР Владимир Визе: «Это постановление было запротоколировано в следующем акте: «Мы, нижеподписавшиеся, объявляем перед богом и перед миром, что мы сделали все, что от нас зависело, чтобы проникнуть через Севрное море в Китай и Японию, как нам приказано в наших инструкциях. Наконец, мы увидели, что богу не угодно, чтобы мы продолжали наш путь, и что надобно отказаться от предприятия. Посему мы решились как можно скорее возвратиться в Голландию»». Единственным противником возвращения был Баренц, который предложил зазимовать на севере Новой Земли и затем — идти дальше. Но большинством голосов было решено возвращаться. Итак, это была вторая неудача Виллема Баренца на северном пути вокруг Татарии.
Обе голландские экспедиции не смогли разрешить вопроса о проходе Северо–восточным проходом в Китай, и это заметно охладило пыл частных предпринимателей Республики Соединенных провинций. Только после того как голландским правительством была назначена премия в 25 тысяч гульденов за открытие этого маршрута, амстердамские купцы решились снарядить сюда еще одну экспедицию.
10 мая 1596 года из Амстердама для поиска Северо–восточного прохода в Китай и Индию вышла третья по счету экспедиция, направленная сенатом Голландии (Республики Соединенных провинций). Первым экспедиционным судном командовал капитан Ян–Рийп, а вторым — капитан Яков ван Гемскерк. На последнем старшим штурманом пошел Виллем Баренц. На этом же корабле пошел в Арктику Геррит Де–Фер, благодаря дневнику которого сегодня мы можем узнать много подробностей из этой экспедиции. Вероятно, зная решительный и независимый характер Баренца, купцы не решились назначить его руководителем экспедиции.
Через месяц плавания голландские мореплаватели были удивлены цветом воды, которая была «зеленая, как трава». Экспедиция в эти дни находилась около Медвежьей банки, в районе которой цвет воды действительно резко отличается от синего цвета воды Атлантического океана.
19 июня голландцы достигли неведомой обширной земли, которую приняли за Гренландию. И назвали ее Гринеланд. «Эта земля оказалась очень большой, — писал Де–Фер, — мы следовали вдоль ее западных берегов до северной широты 79,5 градусов». Таким образом, Виллем Баренц побил свой же рекорд, поставленный годом раньше. Голландские моряки высадились на неизвестный берег и установили здесь столб с гербом Республики Соединенных провинций. Правда, позже выяснилось, что они нашли всего лишь часть архипелага Шпицберген («Страны острых гор») — будущие острова Земля Принца Карла и Западный Шпицберген.
Откровением для голландцев стали многочисленные русские могильные кресты вокруг брошенных зимовок, которые прямо указали на давние посещения здешних островов русскими промышленниками.
Только эти исторические памятники не позволили стереть с карты Шпицбергена русские названия: Руссе–Букт (Русская бухта) на острове Эдж (до получения имени британского мореплавателя он назывался Марфин остров), остров Руссейяне (Русский) в проливе Хиплопен (русское название пролива — Вайгач), Руссекейла (Русская губа), замыкающая небольшой залив Грён–фиорд. Несмотря на сделанные находки, честь открытия Шпицбергена Нидерланды присвоили себе. Правда, при этом стоит признать, что в отличие от Норвегии они не претендуют сегодня на земли «Страны острых гор». Даже знаменитый русский полярный путешественник и, без сомнения, величайший патриот России, Владимир Русанов в своем дневнике записал, что «время первоначального открытия Шпицбергена нельзя считать точно установленным». Меж тем есть версия, что на архипелаге обитали еще первобытные люди, затем — гренландские эскимосы, а в начале IX века к его островам регулярно приходили безвестные китобои.
Встретив на севере Шпицбергена тяжелые льды, голландцы повернули на юг и 1 июля вернулись к Медвежьему острову, который они открыли десятью днями ранее. Высадившись здесь на берег, голландские моряки встретили первого белого медведя, убили его и в честь этого события назвали остров Медвежьим. На совете при обсуждении дальнейших действий экспедиции между Рийпом и Варенцом возникло разногласие. Начальник экспедиции предлагал искать путь в Китай к северу от Шпицбергена, старший же штурман экспедиции настаивал идти к Новой Земле и, обогнув ее севера, следовать на восток. Капитан Яков ван Гемскерк в споре, видимо, не участвовал, а принял сторону Баренца. Не добившись согласия в споре, Рийп и Баренц повели свои корабли в разные стороны. Первый пошел к Шпицбергену, а ван Гемскерк направился к Новой Земле.
19 июля судно последнего пришло к Крестовым островам. На один из островов они высадились и здесь обнаружили несколько крестов с русскими надписями.
15 августа голландцы были у Оранских островов, а через 4 дня обогнули крайний северо–восточный мыс Новой Земли, названный ими мысом Желания. Голландцы попытались пройти в Карское море, но их ждала неудача. После двухсуточных попыток, теснимые тяжелыми льдами, оба голландских судна укрылись в небольшой бухте на северо–восточном побережье Новой Земли и остались здесь на зимовку. Берега бухты были укрыты под ледниками, и голландцы назвали бухту Ледяной гаванью. Через неделю судно капитана ван Гемскерка было окончательно затерто тяжелыми льдами и с этого времени стало подвергаться жесточайшему напору ледовых полей. Вот как в своем дневнике об этом записал Де–Фер: «При страшной метели льдины стали громоздиться одна на другую, напирая на корабль. Судно приподняло, и кругом все трещало и скрипело. Казалось, что корабль должен развалиться на сотни кусков. Ужасно было видеть и слышать это, и волосы у нас вставали дыбом». Вскоре стало ясно, что гибель судна предрешена и что зимовать голландским морякам придется на берегу.