Уже в следующем году состоялся первый поход с Анадыря для разведывания Камчатки. Служилый человек Лука Морозко-Старицын с десятью спутниками проник в самую глубину полуострова и дошел почти до реки Камчатки.
Морозко-Старицын прослышал о том, что на Камчатке совсем недавно видели иноземных людей, одетых в «азямы камчатые». Очевидно, эта весть о случайном присутствии чужестранцев в области, тяготеющей к Анадырю и вверенной Владимиру Атласову, заставила его ускорить сроки похода на Камчатку.
В 1697 году Атласов и Морозко-Старицын с 60 русскими и 60 юкагирами вышел из Анадырского острога и, преодолев «великие горы», достиг устья реки Пенжины. Оттуда казаки две недели ехали на оленях по западному берегу полуострова. Затем Атласов решил пересечь Камчатку с запада на восток, что он и сделал, выйдя на реку Олютору.
Морозко-Старицыну было приказано идти по берегу «Люторского моря». Сам же Владимир Атласов вернулся на западный берег и стал тоже спускаться к югу. На реке Палане изменники-юкагиры побили нескольких казаков и нанесли шесть ран самому Атласову. На помощь товарищам поспешил с восточного берега Морозко-Старицын.
К югу от устья Тигиля оба отряда повернули в глубь полуострова, и скоро на берегу реки Камчатки застучали тобольские топоры. Владимир Атласов утвердил в новой стране свой знак — прочный крест с памятной надписью. Это было 18 июля 1697 года.
С этого места Атласов предпринял трехдневное плавание на стругах вниз по Камчатке. Вернувшись из похода, он узнал, что коряки угнали у него всех оленей. Атласов преследовал грабителей до самого «Пенжинского» (Охотского) моря. Отбив оленей, русские направились по западному берегу полуострова к реке Иче, впадающей в Пенжинскую губу.
Ичинские камчадалы рассказали Атласову, что на соседней реке Нане живет один из тех неведомых иноземцев, которых якобы занесло морской бурей к камчатским берегам. Атласов приказал камчадалам немедленно доставить пленника к нему. Пленник был японцем.
Владимир Атласов долго считал Татэкаву Денбея «подъячим Индейского царства», тем более что тот не расставался с какой-то книгой или рукописью, по понятиям Атласова, тоже «индейского письма». Сам Денбей первое время выдавал себя почему-то за чиновника. Атласов терпеливо учил «индейца» русскому языку и всюду возил его за собой.
Очевидно, вместе с Денбеем русские ходили на юг полуострова, к рубежу земли курилов. Денбей мог указать точное место в низовьях реки Опалы, где его пленили курилы. Четыре пуда золота отобрали курилы у японцев, но, не зная ничего о назначении этого металла, отдали его на забаву детям. Разумеется, Атласов был обязан на месте расследовать все эти обстоятельства. Ведь, кроме Денбея, вывезенного кем-то на север Камчатки, в земле курилов оставались еще десять японцев. Атласов должен был разузнать об их дальнейшей судьбе, хотя Денбей и утверждал, что его спутники были через некоторое время взяты на какой-то корабль и вывезены на родину. Как бы то ни было, но поход Атласова в сторону Опалы, безусловно, был связан с проверкой рассказов Денбея.
Вернувшись из похода на юг, Атласов выстроил зимовье на реке Иче. Затем он основал Верхне-Камчатский острожек, первым начальником которого был Потап Сердюков. Оборону острожка держали лишь пятнадцать человек. Вскоре они были убиты при попытке вернуться в Анадырь. Несколько ранее погиб Лука Морозко-Старицын, верный спутник Атласова и основатель Нижне-Камчатска.
Много русских сложило голову на Камчатке во время похода Владимира Атласова. Только пятнадцать человек возвратились вместе с ним в Анадырский острог, куда был приведен и Денбей с его изрядно потрепанной «индейской книгой». Анадырцы встречали отряд 2 июля 1699 года.
Осенью Владимиру Атласову предстоял долгий путь на оленях в Нижне-Колымск, откуда на морском коче он должен был плыть из Анадырского острога до устья Лены и в Якутск с докладом о присоединении Камчатской землицы. Часть пути в Якутск была пройдена на лыжах, и японец Денбей, как сообщал Атласов, «ногами заскорбел, потому что ему на лыжах ход — не за обычай». Из-за этого Денбей был возвращен обратно на Анадырь со встретившимся приказчиком Григорием Постниковым.
Перезимовав на Колыме, Атласов пришел 3 июня 1700 года в Якутск и сделал первый отчет о своих скитаниях по Камчатке.
В самом начале 1701 года покоритель Камчатки вступил в Москву, и 10 февраля подьячие Сибирского приказа весь день скрипели перьями, занося на бумагу рассказ Атласова.
Но удивительное дело! В те же самые дни какое-то частное лицо, в котором можно угадать иноземца Андрея Виниуса, снимало с Атласова второй, более подробный допрос. И эта запись была немедленно переправлена за границу…