Пролетев на этой высоте следующие два часа, лейтенант Лавров объявил, что, по его оценкам, Илья Муромец должен находиться в 10 км от Киева. Вновь большой аэроплан прошел через облака и турбулентные воздушные потоки.
На высоте 600 метров Илья Муромец неожиданно вышел из облаков. Внизу был виден Днепр. Прямо впереди показался Цепной мост, а справа экипаж увидел золотые купола Киевско-Печорской Лавры. Пройдя над городом, Илья Муромец приземлился на аэродроме Киевского Аэронавтическиого общества (Куреневском). Илья Муромец завершил первый отрезок своего длительного перелета, во время которого молодая и отважная команда должна была справляться со многими трудностями и опасностями.
Вполне естественно, город Киев обеспечил экипажу теплый и восторженный прием. Полет Ильи Муромца вызвал огромный интерес у горожан. Киевская Дума избрала Игоря Сикорского почетным гражданином и киевский Политехнический институт наградил его почетной степенью в инженерном деле. Во время остановки в Киеве, штаб-капитан Пруссис должен был отказаться от идеи возвращения с Сикорским в Санкт-Петербург, потому что срок его отпуска должен был вскоре истечь.
Задержавшись в Киеве только на короткое время, 12 июля около 4 часа утра, Сикорский вылетел в обратный путь в Санкт-Петербург. В 8 утра Илья Муромец пролетел между Могилевым и Оршей и команда могла видеть оба города. Крейсерская высота составляла 1500 метров. В 11 утра Илья Муромец благополучно приземлился в Ново-Сокольниках для дозаправки. На этот раз заправка заняла только полчаса, поскольку бензин подавался механическим насосом.
Погода во время обратного пути была очень сырой. На высоте 600 метров самолет вновь столкнулся с болтанкой. Илья Муромцу, нагруженному бензином, было очень трудно удерживать высоту. Кроме того. За Ново-Сокольниками горели леса и торфяные болота. Было решено продолжать полет для того, чтобы долететь из Киева до Санкт-Петербурга за самое короткое время.
В этом месте Илья Муромец столкнулся с сильнейшей воздушной турбулентностью. Опасный момент наступил когда воздушное судно находилось на высоте 200 метров. Неожиданно оно устремилось вниз на 100 метров, заставив команду выбросить за борт несколько канистр с дополнительным бензином и водой для того, чтобы избежать аварии. Такие воздушные ямы сделали полет очень трудным, особенно на высоте от 200 до 500 метров над уровнем земли.
Через час Сикорский и его экипаж наконец достигли зоны лесных пожаров. Было очень жарко и они ощущали запах дыма. Полет продолжался на высоте 700 метров, потому что воздушные ямы не давали возможности набрать большую высоту. Другие тревожный момент настал, когда Илья Муромец неожиданно накренился на левое крыло и стал падать вниз. Кресла и другие предметы, которые не были привязаны, стали скользить на левый борт. Только с большим трудом Сикорский, отдыхавший в пассажирском отделении, мог вернуться в пилотскую кабину.
Несмотря на все усилия исправить крен с помощью штурвала, Илья Муромец продолжал быстрый спуск. Внизу находилось большое озеро, берега которого были покрыты лесом. Когда самолет наконец-то перешел в горизонтальный полет, альтиметр показывал высоту 250 метров. Вероятно, холодная вода озера в сочетании с лесами, охваченными огнем, вызвало образование большой воздушной ямы глубиной 500 метров, в которую и провалился Илья Муромец. Над самой поверхностью озера воздух был относительно спокойным, и это позволило выровнять аэроплан.
Избежав опасности, Сикорский поднял Илью Муромца выше, в зону затишья на высоте 1000 метров, что позволило команде отдохнуть после выхода из воздушной ямы. В 5 часов вечера они пролетели над Павловском и Царским Селом. Спустя несколько минут, пролетев над Московской дорогой и Обводным Каналом, Сикорский сделал круг над Санкт-Петербургом и приземлился на Корпусном аэродроме.
Полет из Киева в Санкт-Петербург продолжался тринадцать часов. В ходе этого перелета был установил мировой рекорд дальности, который не мог остаться незамеченным ни в России, ни за границей.