Больше всего затруднений доставляла генерал-губернатору деятельность министерства иностранных дел и, в частности, его азиатского департамента. Он не раз жаловался и возмущался таким положением, согласно которому вся переписка с Пекином проходила через его руки, но в запечатанных пакетах. О содержании переписки ему становилось известно лишь через несколько месяцев. Муравьев стремился добиваться права самостоятельно обращаться в Пекин от имени царя. Это было, как совершенно справедливо считал он, жизненно необходимо при сложившихся обстоятельствах, когда активизация действий представителей России на Амуре могла привести к необходимости быстро и па месте принимать то или иное решение.
Было бы крайне трудно в небольшом объеме этого очерка рассказать подробно о деятельности Амурской экспедиции в 1851–1855 годах. И потому придется остановиться лишь на отдельных ее этапах, ближе связанных непосредственно с Муравьевым. В течение 1851–1854 годов в состав экспедиции вошли офицеры и чиновники, оказавшиеся в большинстве своем талантливыми исследователями и умелыми администраторами. Освоение Приамурья и даже шире — всего русского Дальнего Востока — обязано многим людям, таким, как участники экспедиции — Дмитрий Иванович Орлов, Николай Константинович Бошняк, Николай Матеевич Чихачев, Алексеи Иванович Воронин, Александр Иванович Петров, Григорий Данилович Разградский, Николай Васильевич Рудановский, Николай Вильгельмович Буссе, Алексей Павлович Березин, Петр Федорович Гаврилов, Александр Васильевич Бачманов, Никита Ильич Шарыпов, Воин Андреевич Римский-Корсаков. Их трудами был во всех отношениях изучен лиман Амура, Сахалин, побережье Татарского пролива вплоть до Императорской (ныне Советской) Гавани, весь бассейн Нижнего Амура, включая всю речную и озерную сеть, в частности, озера Чукчагирское, Чля, Эворон, Кизи. В эти же годы их стараниями рос Николаевский пост, превратившийся позже в город Николаевск-на-Амуре, основаны Константиновский пост в Императорской Гавани, Александровский в заливе Чихачева (бывшем Де-Кастри), Мариинский на берегу озера Кизи, Ильинский на западном побережье Сахалина и Муравьевский пост (ныне город и порт Корсаков) на юге острова. На северном Сахалине начались разработки крупных месторождений каменного угля. На все эти районы были составлены подробные карты. По лиману Амура в его устье, в Николаевский пост, стали входить паровые и парусные суда. Но самым главным достижением многолетней деятельности Амурской экспедиции, несомненно, следует считать установление дружественных отношений с местными жителями, которые прониклись чувством глубокого доверия к русским людям.
В составе экспедиции были офицеры флота и армейских частей, чиновники Российско-Американской компании, рядовые и урядники Якутского и Иркутского казацких полков, матросы и нижние чины Охотской флотилии. Многие, особенно вольнонаемные мастеровые — с семьями. Среди участниц экспедиции были не только жены нижних чинов, но и офицеров — Д.И. Орлова и А.В. Бачманова. Безвыездно пробыла все эти годы в экспедиции супруга Г.И. Невельского Екатерина Ивановна. Сначала Петровское, а затем Николаевск являлись средоточием русской жизни на Амуре. Но все нити управления вели отсюда в Иркутск, к генерал-губернатору самой восточной части российских владений.
О влиянии Муравьева на деятельность Невельского хорошо сказал более века назад историк П.В. Шумахер: "Патриот в душе, ободряемый настойчивостью генерала Муравьева, он с твердостию шел вперед и, не взирая ни на какие противудействия, основал несколько военных постов в устье Амура, в гаванях Татарского берега и на острове Сахалине". А советский историк Дальнего Востока М.Г. Штейн обобщил действия обоих: "Понадобился отважный капитан Невельской и решительный Муравьев, чтобы так называемый "амурский вопрос" сдвинуть с мертвой точки".
И это действительно так. Сам Г.И. Невельской, подводя итоги работы Амурской экспедиции, с полным правом и понятной гордостью писал, что все изложенные им факты "весьма знаменательны в истории Приамурского и Приуссурийского краев, ибо они составляют последний краеугольный камень в незыблемый фундамент, воздвигнутый Амурской экспедицией к признанию Амурского и Уссурийского бассейнов с островом Сахалином за Россией".