Начав свой поход на Татарском побережье, Лопатин прошел пешком более тысячи верст и достиг долин Южного Сахалина. Затем он поднялся на главный Сахалинский хребет, проплыл по реке Найбуче, побывал на берегах широкого лимана Пороная, где летом собиралось множество айнов, гиляков и тунгусов для торжища и рыбной ловли.
В 1869 году И. А. Лопатина принял Петр Кропоткин, виднейший деятель Русского географического общества. Исследователь Сахалина был настолько болен от лишений, перенесенных им в опасных походах, что не имел сил написать отчет о своих открытиях. Тогда Кропоткин сам записал рассказы отважного ученого и огласил их в Географическом обществе. Наша наука по достоинству оценила самоотверженный труд Лопатина. Его именем названа одна из горных вершин Соколиного острова.
…Успехи русских раздражали японцев. И они старались усилить натиск на Сахалин и Курилы. В 1869 году японские корабли высадили в бухте Анива 500 новых поселенцев. Тем временем на Южном Сахалине вырос новый русский пост. Задолго до прибытия «завоевателей» в Аниву туда вошел русский корабль «Маньчжур». С него на берег сошли солдаты Восточносибирского линейного батальона, тобольские и иркутские крестьяне. И они построили Корсаковский пост, который стал владеть сухопутными дорогами из Южного Сахалина к Татарскому проливу и северной части острова. Сибирские стрелки разместились в новых казармах Корсаковского поста.
На остров приходили новые и новые самоотверженные люди. Михаил Мицуль исходил пешком земли будущих Александровского и Тымовского округов, западное побережье острова и всю его южную часть. Он вел наблюдения за дождями и грозами, сроками вскрытия рек, ледоставом. Мицуль также был одним из основателей сельского хозяйства на Сахалине. Он умер, надорвав свои силы в бесконечных и трудных походах по дикой тайге, северным болотам и песчаным долинам острова.
К началу 80-х годов первые крестьяне Соколиного острова уже обживали плодородную долину на реке Такоя. Там стояло двадцать дворов; поселенцы снимали с огородов хорошие урожаи. Из Корсаковского поста была проложена первая на острове колесная дорога. Она соединяла пролив Лаперуза с охотским побережьем и проходила по Такоя-Сусунской долине.
В 1875 году японцы «уступили» Сахалин русскому правительству, обменяв никогда не принадлежавший им остров на Курильскую гряду и выговорив себе еще и право на лов рыбы в сахалинских водах.
В это время появилось несколько ученых трудов о Сахалине, его природе и людях, богатствах недр. Кропоткин писал о строении сахалинских горных хребтов. Описание угольных месторождений Сахалина составил А. Кеппен. Он насчитывал здесь тридцать семь месторождений: двадцать пять на западном побережье, четыре — на восточном и восемь — внутри острова. По мнению Кеппена, растительность Сахалина, Камчатки и Аляски в древности была одинаковой, следовательно, можно предполагать, что когда-то они были слиты в сплошной материк, покрытый более теплолюбивыми, нежели теперь, растениями, из которых и образовались сахалинские угли.
В 1879 году в посту Дуэ на западном побережье была высажена первая партия каторжников. Они стали работать на угольных копях. Началась полная драматизма история сахалинской каторги. Так Сахалин на долгие годы стал царской тюрьмой.
Но русские люди продолжали освоение природных богатств острова.
В бухте Маука, в морской заводи между рифами, сновали лодки. На трехсаженной глубине деревянными вилами они поднимали наверх морскую капусту. Ради этого промысла в Мауке обосновался некий Семенов. Он выстроил на морском берегу целый поселок. Кроме капусты, Семенов добывал огромное количество рыбы, которую перерабатывали на удобрения. В поселке жили русские, айны, корейцы и китайцы.
В 1880 году на берегах Сахалина появился воспитанник П. Кропоткина, магистр зоологии, описавший находки Пржевальского, блестящий русский ученый И. С. Поляков. Его спутниками были зоолог А. М. Никольский и верный проводник-чеченец Мусса. Их походы по Сахалину длились более трех лет. На повозке, запряженной волами, Поляков поднялся, в 1881 году на хребет Пилингу и достиг реки Тыми. По Тыми он поплыл вниз — к Ныйскому заливу. На протяжении 272 верст пути по беспокойной реке Поляков преодолел 110 трудных препятствий — опасных порогов, перекатов. В устье реки ученый обнаружил рядом с дюнными песками вечную мерзлоту. Он побывал во вновь основанном Александровском посту, где обнаружил следы древнего человека, прошел все течение речки Дуйки и тщательно исследовал ее. Вскоре после этого на Дуйке было основано русское поселение.