С 1800 года Яков занимается исследованиями самых северных Новосибирских островов. В том же году он ступает на еще никому не известный столбовой остров, а через несколько лет открывает остров Фаддеевский. Но, конечно, самое интересное его открытие – это таинственная Земля Санникова.
В 1809 году исследователь отправляется в очередной раз выяснять, насколько далеко простираются сибирские острова. Однажды на самом северном берегу он увидел поразительную синеву, которая означала не что иное, как остров. В
тот раз Санников не мог подобраться ближе из-за нехватки сил и ресурсов, но расположение потенциальной новой территории запомнил и позже вернулся туда вместе с Геденштромом, чиновником рижской таможни, ответственного за
изучение сибирских земель. Однако при ближайшем рассмотрении синева оказалась лишь нагромождением ледяных глыб.
Через год Яков в компании с промышленником Белковым был на острове Котельном, когда внезапно для себя обнаружил могилу. Изучив местность, путешественники обнаружили не только следы пребывания людей, но увидели на северо-востоке каменные глыбы. Узнав об увиденном, Геденштром фиксирует неведомые земли на своей итоговой карте и дает им название в честь Якова Санникова. Предположительно, эти земли могут соединить Россию с Америкой.