Стеллер отбыл в Иркутск 5 марта 1739 года; 23 марта прибыл на место, где предпринял несколько поездок по озеру Байкал и реке Витим. Кроме того, им было предпринято путешествие в Кяхту за китайской бумагой, необходимой для закладки собранных растений в гербарий. Всё это он делал по собственному почину и сообщал о своих планах напрямую в Санкт–Петербург. Стеллер мнил себя самостоятельным посланником Академии, и считал ниже своего достоинства подчинятся длинным инструкциям чопорного Гмелина. Тот же полагал, что адъюнкт Стеллер лишь немногим выше по положению, чем студенты, но много ниже «благородных профессоров». Неудивительно, что вскоре мне ние Гмелина о Стеллере изменяется к худшему, и в дальнейшем согласия между ними никогда уже не будет.
В апреле 1740 года Стеллер уговорился с капитаном Шпангербергом отправиться к берегам Японии. Он тут же посылает донесение Сенату об увеличении жалования до академического себе и живописцу Беркану, в связи с тем, что предстоят большие трудности. В этом же донесении он указывает, что деньги нужны так же для поддержки студентов Крашенинникова и Горланова, которые проводили самостоятельные исследования. Он всячески демонстрирует свою значимость: «Степан Крашенинников и Александр Горланов, как оные из С.–Петербурга отправлялись, то были в молодых летах и малы [6], а ныне находятся в совершенном возрасте, и из определённого им жалования 100 рублей провианту купить и лошадей нанять не могли б, ежели б оным я помощи не учинил из моих собственных денег взаём».
Ничего не известно из того, как складывались отношения Крашенинникова и Стеллера. Согласно предписания Гмелина и Миллера, Крашенинников должен был включиться в команду Стеллера и передать все свои материалы, собранные на Камчатке. Так оно и произошло, и в дальнейшем Стеллер широко использовал данные, полученные от Крашенинникова. С другой стороны и Крашенинников использовал материалы по флоре и фауне Камчатки в своей работе «Описание земли Камчатской».
Заносчивость Стеллера становилась помехой делу изучения громадной территории. Везде он видел соперников своих открытий, завистников своей ещё не пришедшей славы. Он начинает сочинять секретные проекты для Сената по улучшению правления на Камчатке, заключающиеся в постройке новых острогов, а священному Синоду предлагает легчайшие способы обращения камчадалов в христианскую веру. Вероятно, таким способом он пытался укрепить свой авторитет в экспедиции и стать равным партнером академикам.
Осенью 1741 года произошло ещё несколько значительных событий для ботанической науки. Великий Линней 25 сентября читает свою первую лекцию в родном Упсальском университете. Крашенинников закончил свои труды на Камчатке и в сентябре того же года в Якутске обвенчался с дочерью местного воеводы. А в Берлине в семье военного хирурга Симона Палласа 22 сентября родился ребенок, судьба которого навечно будет связана с судьбою российской ботаники, — Пётр Симон Паллас. Стеллер же совершит осенью 1741 года своё предначертание — путешествие к берегам русской Америки.
По вызову капитана Беринга Стеллер прибывает в Петропавловскую гавань для участия в морском путешествии. Он остался очень недоволен приёмом, оказанным ему капитаном и старшими офицерами. Витус Беринг, капитан петровской эпохи, был очень жёстким человеком. Он совсем не соответствует тому известнейшему изображению, которое можно найти в любом учебнике географии. Как оказалось, то был портрет его дяди — мирного литератора.
Для Беринга Стеллер представлял совершенно ненужную обузу. В свою очередь, Стеллер тут же написал жалобу в Сенат. Он писал с обидой, что его приняли не так, как положено его сану, что ни к каким советам Беринг не прислушивается. Тем не менее 4 июня 1741 года свершилось событие, о котором естествоиспытатели всей Европы мечтали весь XVIII век: на пакетботе «Святой Пётр» натуралист отправился к берегам ещё не известных земель. Однако Стеллеру было нелегко проводить свои пионерные исследования, на ходясь на борту судна, управляемого Берингом. Только посредством жалоб, угроз, скандалов ему удаётся — и то лишь несколько часов! — поработать на острове Каяк. Да и всё собранное вскоре погибло в кораблекрушении, случившемся 5 ноября 1741 года среди неизвестных тогда Алеутских островов. Чудом спасшиеся моряки во главе со своим капитаном и вместе с ними странный собиратель трав и жуков вынуждены были вступить в борьбу с суровой природой неведомой земли. Не все из них выдержали тяжкие испытания во время зимовки на островах. Это плавание оказалось последним и для капитана Витуса Беринга.
Однако Стеллер, давно привыкший к спартанской жизни, все тяготы островной жизни переносил на удивление легко. Он был и лекарем, и поваром, и казалось, был даже рад, хотя и не совсем удобному случаю, проводить свои научные наблюдения. Здесь же он написал исследование по животному миру этого края.
Божьим даром для них была капустница или, как её в дальнейшем назовут, «стеллерова корова», которую из натуралистов живьём видел только Стеллер . Стада крупных животных в изобилии встречались в прибрежных зарослях морских водорослей и совершенно не пугались людей, поэтому охотиться на них можно было без особого труда. «В любое время года этих животных можно найти повсюду вокруг острова в таком количестве, что всё побережье Камчатки могло бы постоянно щедро снабжать себя их жиром и мясом» .Возможно, эти слова Стеллера способствовали тому, что уже через 27 лет здесь же, на острове Беринга, был истреблён последний экземпляр этого уникального животного.
Морская, или стеллерова корова (Rhitina stelleri). Истреблена в конце XVIII века.
Надежды на то, что команду Беринга вызволят с необитаемого острова, не было никакой, и весной 1742 года, построив из остатков старого судна новый пакетбот, путешественники вернулись на Камчатку, где их считали давно погибшими.
Беринг Витус (1681–1741). Рисунок по пластической реконструкции внешности по черепу. Автор — проф. В.В. Звягин.
Портрет, долгое время приписываемый В. Берингу, на самом деле принадлежащий его родственнику литератору.
Могила Витуса Беринга.
Трудно представить, но даже из этого путешествия Стеллер привёз свой гербарий. Вернувшись на Камчатку, он совершил ряд путешествий и собрал большой фактический материал. 3 августа 1744 года он отправляет 16 ящиков с различными предметами натуральной истории. При этом отдаёт распоряжение опечатать и не вскрывать ящики до самого Петербурга. Именно в это время отношения между Стеллером и академиками достигают наибольшего напряжения. Печати ему не поставили, а в Иркутске академики вскрыли ящики и препроводили багаж уже от своего имени. Взаимопонимания с Крашенинниковым тоже не получилось. Стеллер в категорической форме потребовал сдать ему все материалы по Камчатке, которые Степан старательно добывал в течение четырёх лет.
Крашенинников имел больше опыта, чем Стеллер, он был плоть от плоти русского народа и не только обладал знаниями натуралиста, но и знанием обычаев, сложившихся на Камчатке. В этом отношении Стеллер явно уступал коллеге, и его категоричность не могла способствовать поддержанию добрых отношений. По некоторым вопросам суждения Стеллера были, мягко говоря, некомпетентны. Чего стоит, например, совет, который он давал якутской администрации, что русские на Камчатке могут совсем обойтись без хлеба, питаясь только местной рыбой, а также корнем сараны (строго говоря, луковицами). И что это можно быстро ввести в обиход без угрозы для здоровья. При этом он ссылается на собственный опыт, мол, сам он «от употребления по тамошнему обыкновению корму никакой скуки для себя не имел».