В 1763 году академик Михаил Васильевич Ломоносов закончил свой трактат «Краткое описание разных путешествий по северным морям и показание возможного проходу Сибирским океаном в Восточную Индию». Этот труд в силу важности для государства М. В. Ломоносов считал секретным, поэтому академик добился аудиенции у императрицы Екатерины II. На ней М. Ломоносов ознакомил императрицу со своим трактатом, и та сразу оценила суть идеи: отыскать северный путь через полярные воды в Тихий океан с последующей организацией торговли с восточными странами.
14 мая 1764 года Екатерина II подписала секретный указ о снаряжении экспедиции по отысканию Северо-Восточного морского прохода: «Для пользы мореплавания и купечества на восток наших верных подданных, за благо избрали мы учинить поиск морского проходу Северным океаном на Камчатку и далее» (указ держали в тайне даже от сенаторов).
Руководство «Секретными экспедициями» было поручено выпускнику Школы математических и навигацких наук и Морской академии (1745) Василию Яковлевичу Чичагову (1726—1809) (однофамильцу П. Чичагова).
По указанию императрицы назначенные в экспедицию суда назвали по фамилиям их командиров (выпускников Морской академии): «Чичагов» (капитан 1-го ранга), «Бабаев» (капитан-лейтенант Василий Бабаев) и «Панов» (капитан-лейтенант Никифор Панов). В помощь им были назначены три флотских лейтенанта: П. Поярков, П. Борноволоков и Ф. Озеров.
Необходимо отметить, что в то время представления о расположении континентов в северном приполюсном районе Земли и состоянии льдов в океане были крайне скудными. В результате этого задачей экспедиции был поиск альтернативного пути на Камчатку не вдоль обследованного Великой Северной экспедицией арктического побережья Сибири, а через Баренцево море и далее вдоль канадского арктического побережья. Таким образом, предполагалось, оставив архипелаг Шпицберген (тогда Грумант) с востока, затем идти вдоль Гренландии, далее вдоль островов Канадского арктического архипелага, побережья Аляски, войти в Берингов пролив и далее прийти в Охотск. По картам того времени, видимо, этот путь казался короче, чем вдоль арктического побережья России.
Баренцево море
Баренцево море до 1853 года называлось в России Мурманским, Русским, Московским, Сиверским, Северным и Ледовитым морем, а за рубежом на картах, кроме названия Мурманское, существовали также названия Норвежское и Датское. И только в 1853 году на карте немецкого географа А. Питермана появилось имя голландского мореплавателя Виллема Баренца, который в 1594—1597 годах организовал три экспедиции в это море, однако умер от цинги в ходе последней и похоронен на западном берегу архипелага Новая Земля. В Советском Союзе данное название было узаконено только в 1935 году Постановлением Центрального исполнительного комитета СССР от 27 июня 1935 года «Об единых географических наименованиях частей Северного Ледовитого океана».
Выдающийся гидрограф вице-адмирал А. И. Нагаев (в 1752—1762 директор Морского корпуса), будучи в это время главным командиром Кронштадтского порта, составил для экспедиции В. Я. Чичагова «Наставление мореплавателям» для ведения счисления и морской съемки.
Академик М. В. Ломоносов, в свою очередь, составил для экспедиции обширную «Примерную инструкцию», в которой предлагалось производить метеорологические и астрономические наблюдения, измерять глубины моря, брать пробы воды, записывать склонения компаса, изучать животный мир, собирать образцы минералов и вести этнографические наблюдения. Михаил Васильевич рекомендовал вести корабельные журналы и астрономические наблюдения, даже когда все три судна пойдут вместе, чтобы затем можно было, сверив их, установить правильность счисления. Он говорил: «Северный океан есть пространное поле, где усугубиться может российская слава» (умер 4 (15) апреля 1765 года, не дождавшись результатов миссии В. Чичагова, опровергнувших его предположение о возможности прохода северным путем).
