Паллас выехал из Петербурга совершенно больным, особенно мучили его болезнь глаз и ревматические боли. Между тем, он не отступал от намеченного плана и сделал в пути всё, что предполагал. Ничто не могло удержать его в коляске, если надо было произвести съемку местности, сделать обмер, взять пробу почвы, пополнить гербарий и т. п.
Каролина Ивановна, вторая жена Палласа, первый раз сопровождала своего супруга в экспедицию и находилась в постоянной растерянности. Вероятно, она чувствовала себя очень плохо среди бесчисленных папок и ящиков с коллекциями и не знала, как примениться к странному и беспокойному своему супругу. Он стонал, жаловался на слабость, а между тем, не давал себе ни минуты покоя. Он утверждал, что резь в глазах мешает ему видеть самые близкие предметы, и видел всё вокруг по дороге, как будто у него была не одна пара глаз, а по крайней мере, еще две, самые зоркие. Выпуклые, ясные глаза Палласа буравили землю, проникали в водные глубины и молниеносно определяли всякое растение, плод, камень или насекомое. «Классы», «виды», «породы» и «категории», улавливаемые жадным взором Палласа, пугали добрейшую Каролину Ивановну. Породы, экспонаты, коллекции и гербарии казались ей несносной обузой, которая мешала Палласу предаться приятной и спокойной жизни, предназначенной ему по чину, званию, положению и достатку. В этом, должно быть, и коренилось начало несогласий, которые, в конце концов, заставили Палласа покинуть свою супругу.
Впрочем, сейчас всё шло довольно благополучно, и Каролина Ивановна изо всех сил старалась сделать поездку удобной и приятной. На полуостров прибыли в последний день октября 1793 года и остановились в обширном доме Габлица, в то время вице-губернатора Тавриды. Так как погода в ноябре установилась теплая, Паллас, несмотря на усталость и болезнь, немедленно принялся за работу. Он принялся за сбор семян «для своих ботанических занятий на следующую весну», внимательно отмечал малейшие изменения в погоде, осенний и весенний перелеты птиц и первоцветения. Одновременно наблюдал он и новые ростки русского Крыма. Результатом этих первых наблюдений была книга «Краткое физическое и топографическое описание Таврической области», статья «О шелковичных растениях, произрастающих в Российском государстве» (1794) и начало знаменитого труда «Путешествие по южным провинциям Русского государства».
В середине июня 1794 года, после многочисленных весенних поездок по всему полуострову, Паллас отправился в Петербург.
Крым оживил Палласа, вернул ему силы и надежду на успешное завершение многочисленных трудов. Он решил вернуться в этот благодатный край, для того чтобы больше не покидать его. К своему восторженному отчету о полуострове он приложил прошение о наделении его там землей для усадьбы. Испрашиваемые участки были тут же поименованы. Екатерина, щедро раздававшая пустующие земли Крыма, выдала Палласу грамоты на владение богатыми усадьбами Чоргунской долины. Владения академика сосредоточивались в Мангупском кадылыке и состояли из селений Ай-Тодор, Шурю и Каракоба. Кроме того, Паллас получил виноградники в Судаке и купил усадьбу Салгирку близ Симферополя. Занимаясь устройством своих имений, Паллас не забывал о науке. Разъезды, закупки, тяжбы с татарами, не признававшими екатерининской дарственной грамоты, – всё давало пищу для наблюдений и опытов.