В августе 1802 г. Иван Фёдорович Крузенштерн был назначен начальником первой русской кругосветной экспедиции, целью которой была доставка грузов в русские владения в Северной Америке и на Камчатке, установление торговых отношений с Японией и Китаем, исследования тропической части Тихого океана близ русских владений.
Для экспедиции капитан-лейтенантом Юрием Фёдорович Лисянским в Лондоне было приобретено два судна — «Надежда» и «Нева», а также новейшие приборы и снаряжение: морские хронометры, полный набор астрономических и физических инструментов для наблюдений, одежда для команды; закуплены были также лекарства и противоцинготные средства.
В начале июня 1803 г. корабли прибыли в Кронштадт. Командование «Надеждой» принял Крузенштерн, «Невой» — Лисянский. «Надежда» имела водоизмещение 450 т, «Нева» — 370 т. Экипаж «Надежды» состоял из 58 человек, «Невы» — из 47 человек; команды были отобраны из матросов-добровольцев. Для научных исследований были приглашены известные германские учёные: астроном Горнер и естествоиспытатели Тилезиус и Лангсдорф.
26 июля (7 августа) 1803 г. шлюпы «Надежда» и «Нева» под командой Крузенштерна и Лисянского покинули Кронштадтский рейд, зашли в Копенгаген, Фалмут, на остров Тенерифе, а затем взяли курс на Бразилию.
После продолжительной стоянки у острова Санта-Катарина (Бразилия) в связи с заменой на «Неве» грот-мачты и фок-мачты, 14 (26) ноября 1803 г. суда впервые в истории русского флота пересекли экватор и направились на юг. 2 февраля (3 марта) 1804 г., обогнув мыс Горн, они вступили в Тихий океан, где «Надежда» разлучилась с «Невой» и направилась к Маркизским островам. Здесь корабли вновь соединились и совершили переход к Гавайским островам. Затем «Нева» отправилась к берегам Аляски, а «Надежда» — в Петропавловск-Камчатский. Во время плавания Крузенштерн исправлял карты, искал острова, существование которых ставилось под сомнение, а во время якорных стоянок занимался съёмкой окрестных берегов.
26 сентября (8 октября) 1804 г. Крузенштерн доставил Резанова в Нагасаки, а в апреле 1805 г., после бесплодных переговоров миссии с японским правительством, вновь отправился на Камчатку. Во время плавания Крузенштерн снял и нанёс на карту восточный берег Сахалина от залива Анива до мыса Терпения; описал южные берега Камчатки, провёл гидрологические измерения; сделал описания быта, нравов обитателей Сахалина, Камчатки; собрал и систематически изложил сведения о торговле Японии и Китая.
В 1806 г. шлюпы без остановок прошли Индийский океан и, обогнув Африку, вышли в Атлантический океан. Обойдя с севера Великобританию, в июле — августе 1806 г. экспедиция возвратилась в Кронштадт, пробыв в плавании 3 года и 12 дней.
Александр I щедро наградил Крузенштерна, Лисянского и всех участников экспедиции, и в память этого важного события приказал выбить особую медаль.