9 апреля почти весь день пытались выбраться из нагромождений торосов. В конце концов измученные путешественники с изнуренными собаками и изломанными нартами повернули на юг. Врангель понял, что дальнейшие попытки проникнуть к северу бесполезны. И на каждом шагу, писал он, огромные полыньи и щели пересекали нам путь. При переправе через одну из трещин восемь собак из моей упряжки упали в воду, и только необыкновенная длина нарты спасла и меня и собак от погибели . Путешественники нанесли на карту шесть из Медвежьих островов, в том числе и тот, который скрывался по сие время от прежних описателей , и направились на юг, держа путь к Крестовому мысу. Здесь, судя по преданиям, существовал еще один остров. Но вместо острова Врангель оказался на сибирском берегу, где один из проводников нашел ловушку, поставленную им на песца... 28 апреля экспедиция вернулась в Нижнеколымск, так и не увидев Северной матерой земли . Единственные предметы были торосы, туман и облака , писал Врангель, явно недовольный неблестящим успехом экспедиции . Тем не менее Врангель и Матюшкин безуспешными поисками земли, которую якобы усмотрели к северу от Медвежьих островов сержант Андреев, внесли выдающийся вклад в познание природы Северного Ледовитого океана. Благодаря их поездкам выяснилось, что море далеко от берегов Сибири даже зимой не только не сковано вечным льдом, а даже не покрыто сплошным ледяным покровом. 13 марта 1822 года Врангель отправился из Сухарнова к Баранову Камню. На этот раз он рещил снова выйти на границу припайного льда, чтобы, придерживаясь ее, направиться на восток, до меридиана Шелагского мыса, и тем самым собрать разносторонний материал для суждений о предполагаемом существовании земли к северу . Пройдя около 80 верст от Баранова Камня, Врангель устроил во льду продовольственный склад. Несколько дней экспедиция то прорубалась через торосы, то утопала в глубоком снегу. Утром 27 марта Козьмин увидел на северо-востоке возвышавшиеся над льдами два холма. Врангель считал, что перед ними земля, которую они искали, но проводники уверяли, что то были подымавшиеся из открытого моря пары . Однако горы, утесы и долины неведомой земли с каждой верстой обозначались все явственнее. Поздравляя друг друга со счастливым достижением цели, писал Врангель, мы спешили далее, надеясь еще донаступления вечера ступить на желанный берег. Но наша радость была непродолжительна, и все прекрасные надежды наши исчезли. К вечеру, с переменою освещения, наша новооткрытая земля подвинулась по направлению ветра на 40°, а через несколько времени еще обхватила она весь горизонт, так что мы, казалось, находились среди огромного озера, обставленного скалами и горами .
Утром следующего дня оптический обман повторился. Позже Врангель пришел к выводу, что когда ломается лед, то из воды подымаются темно-синие пары, кои, опускаясь иногда на вершины ледяных гор, дают сим последним вид гористой земли . Врангель решил идти прямо на север. В день проезжали от 12 до 20 верст. 8 апреля путешественники встретили гряды только что образовавшихся торосов. Они преодолели три гряды торосов и несколько только что образовавшихся полыней. Между тем торосы достигали невиданной высоты. На следующий день проехали всего три версты. Когда надежд проникнуть к северу не осталось, Врангель решил следовать на восток и на меридиане мыса Шелагского снова попытаться проникнуть на север, к земле, о которой рассказывали чукчи. Утром 22 апреля исследователи заметили скалы мыса Шелагского. Они находились, по вычислениям Врангеля, в 87 верстах. Отряд пробился в юго-восточном направлении на 19 верст и был остановлен непроходимыми торосами. Хотя, небо было чисто и ясно, писал Врангель, но ни на востоке, ни на севере не видели мы признаков земли. Принимая в соображение, что каждый не совсем низменный берег бывает видим здесь в расстоянии 50 верст и что мы находились в 80 верстах от Шелагского мыса, можно с основанием утверждать, что к северу от сего мыса на расстоянии 130 верст нет предполагаемой земли. Выше уже достаточно доказано, что на 300 верст к северу от Большого Баранова Камня никакая земля не существует . Придя к такому выводу, Врангель возвратился в Нижнеколымск. Свои дальнейшие планы он изложил в письме к Литке: С 20 февраля пущусь с Прокопием Тарасовичем Козьминым в путь; намерен следовать по берегу на 70 или 80 верст к востоку от Шелагского мыса и потом попытаться опять на север. Какой будет успех, не знаю, а полагаю, что нам придется бороться с торосами ужасно и что встретим непрерывную полынью еще ближе к берегу, чем в те годы... 26 февраля 1823 года Врангель и Козьмин в сопровождении местных жителей отправились на восток. В начале марта экспедиция достигла созданного ею стана при впадении в море реки Большой Баранихи. Врангель к тому времени имел в своем распоряжении 19 нарт. Он смог взять с собой 7,5 пуда сухарей, 6 пудов мяса, 8200 юкол и 4000 сельдей, 224 омуля, 12 гусей, полпуда масла, полпуда соли, пуд чаю, сахару, леденцов, 5 ружей, 100 боевых патронов и все необходимые в путешествии астрономические, магнитные и метеорологические приборы. 8 марта экспедиция достигла Шелагского мыса. Здесь Врангель впервые встретился с чукчами. Уверившись в мирных намерениях гостей, старейшина не только подробно описал границы земли своей от Большой Баранихи до Северного мыса, но даже нарисовал на доске положение Шелагского мыса, называя его Ерри .
На вопросы о Северном материке камакай стал утверждать, что недалеко от их земли на севере есть гористая земля и что он сам видел горы в море, по мнению его, не в весьма дальнем расстоянии... 10 марта Врангель пересек перешеек Шелагского мыса и на следующий день достиг мыса Козьмина. Правому берегу реки Веркон, представлявшему собой скалистый мыс, присвоили имя врача экспедиции Кибера. Поблизости от мыса обнаружили небольшой остров. Он был назван островом Шалаурова, который пожертвовал жизнью, стремясь за славой разрешения вопроса о Северо-восточном проходе из Атлантического в Великий океан . 13 марта, построив продовольственный склад в четырех верстах от берега, отряд направился по льду к северу. Путешественники с трудом преодолевали нагромождение льдов. Однажды семеро членов экспедиции с четырьмя собачьими упряжками оказались на небольшой льдине диаметром около 100 метров. Они плавали на ней почти всю ночь. Врангель откровенно признавался, что каждую минуту ждал гибели. Утром ветер стал прижимать изломанный лед к припаю, что спасло отряд. 23 марта Врангель по-прежнему шел к северу. На успех открытия земли он почти уже и не надеялся. Наконец путь исследователям преградила полынья шириной более 300 метров. Она заметно увеличивалась. Путешественники поднялись на самый высокий из окрестных торосов в надежде найти средство проникнуть далее, но, достигнув вершины его, увидели только необозримое открытое море... Когда Врангель принял решение повернуть назад, он находился примерно в 30 милях от острова, ныне носящего его имя, и в 80 милях от Азиатского материка. Отряд возвращался старой дорогой. Мы, писал Врангель, отправились в обратный путь, предвидя печальную будущность, что наши собаки падут от голода по дороге, а мы принуждены будем кончить путешествие"наше пешком, если не встретимся со вторым отделением экспедиции и не получим от него помощи . К счастью, отряд Матюшкина спас Врангеля от неминуемой голодной смерти. 8 апреля экспедиция вышла на восток и в этот же день достигла мыса Якан. Долго рассматривали в телескоп северный горизонт, но не обнаружили ни малейших признаков гор, которые видели чукчи. Матюшкин отправился на поиски Северной земли, но все его попытки достичь гор на севере были неудачными. Тем временем Врангель произвел опись берега. Поставленная перед Колымской экспедицией задача нанести на карту северное побережье России от Колымы до мыса Северного была выполнена. Тем самым еще раз доказывалась несостоятельность гипотезы о существовании перешейка между Азией и Америкой и подтверждалась справедливость выводов и открытий, сделанных предшественниками Врангеля русскими землепроходцами и учеными.
14 апреля, продолжая картировать побережье Чукотки, Врангель описал устье реки Амгуемы и мыс Ванкарем. На следующий день он достиг Колючинской губы, где выполнил магнитные наблюдения и определил географическое положение острова Колючина. Невозможность добыть корм для собак и ухудшение дороги с наступлением весны вынудили Врангеля закончить исследования в этом пункте. 10 мая экспедиция прибыла в Нижнеколымск, пройдя за 78 дней 2300 верст. Врангель заявил, что на расстоянии по крайней мере 300-500 верст к северу от сибирских берегов между Колымой и мысом Шелагским нет матерой земли . Но, судя по сведениям, полученным от чукчей, обширный остров имеется в море к северу от мыса Якан. Он писал Литке: ...Ты мне не поверишь, что не было возможности добраться до Берингова пролива, хотя мы и недалеко от него были: голодными и на едва шевелящихся собаках дотащились мы до Колымы. Теперь я не имею никакого сомнения, что есть на севере земля: сказания чукоч так согласны и утвердительны, что уже не искать, а найти следует . Врангель верил в существование острова. Еще находясь в Нижнеколымске, он составил Проект о новой экспедиции для открытия и описи Северной Земли , черновик которого сохранился в архиве исследователя. По возвращении в Петербург он сообщил о своем намерении Сарычеву, но какого-либо решения не было принято, возможно, потому, что Врангель вскоре по предложению Головнина получил новое ответственное поручение. На этом закончились исследования Колымской экспедиции. 15 августа 1824 года Врангель приехал в Петербург. Но только в 1841 году он издал свое Путешествие . Врангель первым из путешественников открыл ледяные острова и дал их точное описание. Он установил границу распространения припая в Восточно-Сибирском и западной части Чукотского морей. Выдающимся вкладом в изучение климата северо-востока России явилась организация Врангелем и Матюшкиным систематических метеорологических наблюдений в Нижнеколымске. Врангель понимал, что доставил науке окончательное доказательство существования Северо-восточного морского прохода. Тщательно изучая труды своих предшественников, он писал в Путешествии : Обширное пространство земного шара, заключающееся между Белым морем и Беринговым проливом почти на 145° долготы по матерому берегу Северной Европы и Сибири, открыто и описано россиянами. Все покушения мореплавателей других народов проникнуть Ледовитым морем из Европы в Китай или из Великого океана в Атлантический ограничены на запад Карским морем, на восток меридианом мыса Северного; непреодолимые препятствия, останавливавшие иностранцев в дальнейшем плавании, преодолены нашими мореходами...
Фердинанд Врангель побывал на Камчатке, в Русской Америке, обошел вокруг света на военном транспорте Кроткий . В Ревеле он с первого взгляда влюбился в девушку удивительной красоты Елизавету Васильевну Россильон; здесь же он написал книгу о скитаниях по льдам океана в поисках Северного континента, которая укрепила признание его ученых заслуг по всей Европе... Затем Врангель проехал через всю Сибирь и стал первым управляющим владениями Российско-Американской компании, или, иными словами, своеобразным генерал-губернатором Русской Америки... В 1864 году он окончательно оставил государственную службу и переехал на постоянное жительство в имение Руиль в Эстляндии. Последние шесть лет жизни он провел в деревенском уединении. Изо дня в день он занимался метеорологическими наблюдениями, дневники которых сохранились в его архиве. Врангель умер 25 мая 1870 года от разрыва сердца. Его похоронили в имении Руиль.