Тымгук указала судоходный фарватер лейтенанту Казакевичу, именно помогая морякам скрыться от преследования большого отряда каторжных. Узнавший об этом Невельской отменил выходы на промеры малыми группами, собрал большой хорошо вооруженный отряд и на трех шлюпках сам отправился на поиски пролива между матерым берегом и Сахалином. «Байкал» остался на рейде под прикрытием своих пушек и постоянно курсировавших вокруг него гиляцких лодок. 22 июля в результате почти двухнедельной тяжелой работы по поиску глубин пролив был наконец найден, и командир вернулся на транспорт.

После памятной встречи с генерал-губернатором в бухте Аяна «Байкал» направился в Охотск, откуда Невельской с офицерами по сухому пути перебрался в Якутск. Там они пробыли до ноября в ожидании, когда встанет река Лена, и уже по зимнику прибыли в Иркутск. Здесь Невельской был представлен недавно прибывшей со своим дядей из Петербурга Екатерине Ивановне Ельчаниновой, которая ответила отказом на его немедленное предложение руки и сердца.

Ситуация для Невельского осложнялась еще и тем, что под давлением партии Нессельроде в Петербурге поставили под сомнение доклад, отправленный им из Аяна, а его решение идти к устью Амура без приказа сочли дерзким и подлежащим наказанию. В 1848 году, пока «Байкал» шел вокруг света, А. И. Чернышев получил пост председателя Государственного совета Российской империи, что значительно усилило позиции противной Невельскому и всем, кто за ним стоял, политической группы. Тем не менее указом от 6 декабря 1849 года Г. И. Невельской за его поход на Камчатку был произведен в капитаны 2 ранга. В этот же день Н.Н. Муравьева официально утвердили в должности генерал-губернатора Восточной Сибири, а В. Н. Зарин, едва не насильно удерживавший все это время в Иркутске экспедицию подполковника Агте, удостоился чина действительного статского советника. Лейтенант П. В. Казакевич все того же 6 декабря 1849 года получил звание капитан-лейтенанта.

В Петербурге, куда Невельской прибыл в конце января 1850 года, его ждал более чем холодный прием со стороны многих виднейших лиц государства. Члены Особого Комитета под председательством графа Нессельроде настаивали на его разжаловании в матросы, однако уже в следующем месяце он получил производство в капитаны 1 ранга и был снова направлен на отдаленный Восток с твердым приказом не касаться на сей раз устья Амура.

Следуя своей тактике, уже оправдавшей себя годом раньше, он снова пренебрег официальными указаниями и 1 августа 1850 года основал на берегу Амура Николаевский пост, подняв там государственный флаг и объявив о суверенитете России над этими землями.