Успехи Крашенинникова в овладении новыми знаниями привели к тому, что руководители Академического отряда именно его отправили для всестороннего научного исследования Камчатского полуострова и населявших его народов; приезд на Камчатку самих академиков так и не состоялся.
На Камчатке Крашенинников собрал значительное количество сведений по географии, ботанике, зоологии, ихтиологии, этнографии, истории и лингвистике. А ведь у него было лишь несколько помощников из числа солдат и казаков, не имевших, конечно, никакой научной подготовки. Впечатляют маршруты его путешествий по полуострову. В 1738 году он дважды пересек южную часть полуострова. В январе молодой исследователь в долине реки Бааню (теперь река Банная), относящейся к бассейну реки Большой, обнаружил и впервые описал камчатские гейзеры: «Ключи, которые находятся при речке Бааню… бьют по обеим сторонам объявленной речки. Между ключами, которые на южном берегу находятся, примечательно достойно местечко. там бесчисленное множество скважин различной ширины в диаметре, из которых вода бьет вверх аршина на два (примерно на 1,5 метра) с великим шумом». В марте Крашенинников изучал долину реки Пауджи, левый приток реки Озерной, где также обнаружил гейзеры. «Ключи бьют во многих местах, как фонтаны, — отмечал он, — по большей части с великим шумом, в вышину на один и на полтора фута (до полуметра). Некоторые стоят, как озера, в великих ямах, а из них текут маленькие ручейки, которые, соединяясь друг с другом, всю помянутую площадь как на острова разделяют, и нарочитыми речками впадают в означенную Пауджу».
В том же году Крашенинников обследовал действующий вулкан Авачинскую Сопку (казаки называли все действующие вулканы «горелыми сопками»), впервые отметил характерное строение высоких камчатских вулканов: «Авачинская гора стоит на северной стороне Авачинской губы, в немалом от нее расстоянии, но подножье ее до самой почти губы простирается: ибо все высокие горы с подошвы до половины вышины своей или более состоят из гор, рядами расположенных, из которых ряд ряда выше, а верх их шатром бывает. Горы, расположенные рядами, лесисты: а самый шатер голой и по большей части снегом покрытой камень». Кроме того, Крашенинников осмотрел юго-западное побережье Камчатки, не дойдя около 60 километров до мыса Лопатка. Расположенное на юге полуострова Курильское озеро и мыс Лопатка посетил один из его помощников, служилый человек Степан Плишкин.
Авачинская Сопка
(Старинная гравюра)
Крашенинников собрал сведения о цунами и впервые подробно описал это явление, которое обрушилось на камчатские берега незадолго до его прибытия на полуостров:
«После того, как около (реки) Авачи также на Курильской лопатке (самая южная оконечность полуострова) и на островах было страшное земли трясение с чрезвычайным наводнением, которое следующим образом происходило: октября 6 числа помянутого 1737 года пополуночи в третьем часу началось трясение, и с четверть часа продолжалось волнами так сильно, что многие камчатские юрты обвалились и балаганы попадали. Между тем учинился на море ужасный шум и волнение, и вдруг взлилось на берега воды в вышину сажени на три (6,4 метра), которая ни мало не стояв, збежала в море и удалилась от берегов на знатное расстояние. Потом вторично земля всколебалась, воды прибыло против прежнего, но при отлитии столь далеко она збежала, что моря видеть невозможно было».
Он отметил, что в тот раз высота волны цунами на побережье первого и второго Курильских островов достигала 30 сажен (около 64 метров). О силе этого землетрясения свидетельствуют и повторные толчки. Крашенинников 14 октября впервые попал на камчатское побережье в районе устья реки Большой, и в тот день «довольно могли чувствовать трясение, которое случалось временем столь велико, что на ногах стоять было не без трудности».
В ноябре 1738 — апреле 1739 года Крашенинников прошел от устья реки Большой по западному берегу Камчатки до 54°30′ северной широты, по долине реки Колпаковой поднялся до Срединного хребта, перевалил его, дошел до верховья реки Камчатки и по ней спустился до устья, то есть пересек полуостров в третий раз в северо-восточном направлении. Затем он осмотрел восточный берег до Авачинской бухты, пересек полуостров в четвертый раз и возвратился в Большерецкий острог.
В августе 1739 — марте 1740 года Крашенинников в пятый раз пересек полуостров, пройдя от Большерецка до Нижнекамчатска, и обследовал северо-восточное побережье до устья реки Караги (против острова Карагинского). Затем он перебрался на западное побережье (шестое пересечение полуострова) и обследовал его в южном направлении от реки Лесной до реки Тигиль. После этого он в седьмой раз пересек полуостров в юго-восточном направлении и добрался до Нижнекамчатска. В Большерецк исследователь вернулся по долине реки Камчатки, пересекая полуостров в восьмой раз.
В конце 1740 года Крашенинников вновь прошел путь от Большерецка до Нижнекамчатска (девятое пересечение), а в феврале — марте 1741 года он из Нижнекамчатска поднялся по реке до Верхнекамчатска, вышел к побережью Охотского моря (у 55° северной широты), завершив десятое пересечение, и обследовал берег в южном направлении до Большерецка.
Долгое хождение по полуострову позволило Крашенинникову правильно охарактеризовать его рельеф:
«Камчатский мыс (полуостров) по большей части горист. Горы от южного конца к северу непрерывным хребтом простираются и почти на две равные части разделяют землю (Срединный хребет длиной 1 200 километров; Крашенинников проследил приблизительно 3/4 его протяженности); а от них другие горы к обоим морям лежат хребтами ж, между которыми реки имеют течение. Низменные места находятся токмо около моря, где горы от оного в отдалении, и по широким долинам, где между хребтами знатное расстояние. Хребты, простирающиеся к востоку и западу, во многих местах выдались в море на немалое расстояние, чего ради и называются носами: но больше таких носов на восточном берегу, нежели на западном».
Крашенинников описал четыре восточных камчатских носа (полуострова) — Шипунский, Кроноцкий, Камчатский и Озерный, а также образуемые ими заливы — Кроноцкий, Камчатский и Озерный. Велики его заслуги в описании рек (в первую очередь самой большой реки — Камчатки; протяженность 758 километров), ряда озер (Нерпичье, Кроноцкое и др.). При описании устья реки Камчатки особо были отмечены места для безопасной стоянки морских судов, приметные знаки-маяки на берегу, возможное расположение казарм для моряков. Он лично исследовал почти все самые высокие «горелые сопки» — Авачинскую, Корякскую, Кроноцкую, вулкан Толбачик (высоты соответственно: 2 741, 3 456, 3 528, 3 682 метра) и величайший действующий вулкан Евразии — Ключевскую Сопку (4 750 метров). О значительности его деятельности свидетельствует уже то, что общая длина обследованного им камчатского побережья — более 1 700 километров, а протяженность внутренних маршрутов по полуострову — более 3 500 километров.
