В октябре 1737 г. молодой учёный на судне с многообещающим названием «Фортуна» отправился на Камчатку. Прежде чем приступить к работе, Крашенинников составил план географического описания полуо строва. Он интересуется историей освоения этой земли с момента прихода на Камчатку русских; собирает материал о старожилах, их быте, традициях, культуре, населённых пунктах. Регулярно проводились метеонаблюдения, гидрологические описания. Особенно увлечённо собирал он этнографические сведения о коренных народах Камчатки — коряках и ительменах. Сам однажды наблюдал землетрясение и описал его так: «…земля затряслась, горы заколебались, лавины снега покатились в долины…»
Крашенинников лично исследовал почти все высочайшие «горные сопки» — Авачинскую, Корякскую, Ключевскую, Кроноцкую, вулкан Толбачик. Местные жители с опаской относились к своему природному богатству и считали вулканы и гейзеры исчадием ада. С. П. Крашенинников писал: «Все горячие ключи и огнедышащие горы почитают за бесовское жилище и близко к ним подходить опасаются… Когда они увидели, что в ключах лежали, воду пили и мясо вареное в них ели, то думали, что мы тотчас погибнем». Степан Крашенинников описал четыре «восточных мыса» полуострова — Шипунский, Кроноцкий, Камчатский и Озёрный и образуемые ими заливы. Проследил течение наиболее крупных рек, описал ряд озёр, включая Нерничье и Кроноцкое. Пихта (пихта — грациозная) — редкий вид на полуострове и встречается только в его юго-восточной части. По свидетельству Крашенинникова, сделанному им более 250 лет назад в книге «Описание Земли Камчатки», коренные жители полуострова — камчадалы — тщательно оберегали уникальный пихтовый остров. В общей сложности длина пройденного Крашенинниковым камчатского побережья составила более 1700 км! В феврале 1743 г. Степан Крашенинников вернулся в Петербург. Его экспедиция продолжалась долгих 6 лет. Он обрабатывает материалы, полученные им в экспедиции. В 1752 г. его книга «Описание Земли Камчатки» в двух томах ушла в типографию, а через несколько дней Крашенинникова не стало. Его замечательная книга была переведена на несколько европейских языков и долгое время была единственным источником поистине энциклопедических сведений о Камчатке.