30 мая 1848 года. Шхуна «Байкал» под руководством Геннадия Невельского снялась с якоря в бухте Петропавловска-Камчатского и взяла курс на Сахалин
В то время Восточная Сибирь простиралась от Ангары до Канады, включая Аляску, и была совершенно не изучена. «Все дела Камчатки и Охотского моря, особенно после всеобщего европейского мира в 1815 году, положительно свидетельствуют, что в последние 35 лет враждебный дух руководствовал всеми нашими действиями в этой стороне!» — писал генерал-губернатор Восточной Сибири Николай Муравьев.
Именно от него лейтенант Невельской получил строгие инструкции: исследовать побережье Охотского моря, а именно изучить дельту «бесхозного Амура» и выяснить, наконец, является ли Сахалин полуостровом. Вопрос о судоходстве дельты Амура и возможности войти в него с моря, минуя Сахалин, был важнейшим для развития региона.
22 июля 1849 года «Байкал» достиг места, где материковый берег сближается с сахалинским. «Здесь, между скалистыми мысами на материке, названными мной Лазарева и Муравьева, и низменным мысом Погиби на Сахалине, вместо найденного Крузенштерном… низменного перешейка, мы открыли пролив шириною 4 мили и с наименьшей глубиной 5 саженей… Мы возвратились обратно и, проследовав открытым нами Южным проливом… из Татарского залива в лиман, направились вдоль западного берега Сахалина», — так Невельской описал свое самое значительное географическое открытие.
Это значило, что Сахалин не связан с континентом, а из Амура открыт прямой путь на юг, в Японское море через Татарский пролив.
Генерал-губернатор Муравьев встречал экспедицию Невельского в порту Аян. Согласно легенде Невельской вместо приветствия крикнул с борта: «Сахалин — остров! Вход в лиман и реку Амур возможен для морских судов с севера и с юга!» Впоследствии пролив между материком и островом был назван проливом Невельского.