23 августа корабли подошли к восточному берегу Таймырского полуострова. Уже был виден мыс Челюскин. И тут на пути экспедиции встали непроходимые льды. Разочарованию ее участников не было предела. Но тут произошло событие, заставившее сразу забыть о неудаче. В ночь со 2 на 3 сентября навстречу кораблям, медленно продвигавшимся по широкой полынье, стали попадаться айсберги. Айсберги у Таймырского полуострова? Но откуда? Ведь поблизости нет и признака рождающих их ледников, да и никто из исследователей ранее не встречал эти плавающие ледяные горы вблизи Таймыра. И вдруг в предрассветной дымке появились очертания неизвестной земли. Вот как описал открытие этой земли участник экспедиции врач Л. М. Старокадомский:

"Светало, но горизонт еще закрывала мгла. И вдруг впереди, немного вправо от курса я стал различать смутные очертания высокого берега. Не ошибся ли я? В Ледовитом океане часты такие обманы зрения. Кажется, ясно видишь вдали берег, а начнешь продвигаться к нему и оказывается, что за берег принял облако или стену тумана. Не стал ли я жертвой такого оптического обмана? Не говоря пока ни слова Гюне (мичман ничего не замечал), я, напрягая зрение, внимательно всматривался в темноту. Нет, ошибки быть не могло, я отчетливо видел землю - очертания крутых возвышенностей не менялись, были очень характерны; на горах виднелись снежные пятна. Передо мной, несомненно, был высокий гористый берег. Сдерживая волнение, я шагнул в штурманскую рубку и разбудил начальника экспедиции.

-  Борис Андреевич, впереди открылся берег!

-  Довольно островов, - капризно, сквозь сон, пробормотал Вилькицкий, - нам надо проходить на запад...

-  Идите смотреть, Борис Андреевич, теперь это высокие горы.

Окончательно проснувшись, Вилькицкий мгновенно сбросил с себя тулуп, выскочил на мостик и стал вглядываться в указанном мною направлении. Все яснее на фоне тусклого облачного неба вырисовывались высокие берега неведомой земли".

Что это - остров ли, архипелаг? Таинственный берег уходил на северо-запад и скрывался вдали. Попытка обследовать южную оконечность острова не принесла результатов: путь преградили сплошные льды. Однако партии исследователей удалось с помощью шлюпки высадиться на юго-восточный берег, собрать образцы пород и произвести астрономические наблюдения.

4 сентября Б. А. Вилькицкий издал приказ по экспедиции, в котором указывалось, что "при исполнении приказания начальника Главного гидрографического управления пройти после работ на запад в поисках Великого северного пути из Тихого океана в Атлантический нам удалось достигнуть мест, где еще не бывал человек, и открыть земли, о которых никто и не думал.