11 июня 1823 года бриг вышел из Архангельска для продолжения описи мурманского побережья до границ со Швецией (в то время Норвегия входила в состав Швеции и только в 1915 году обрела независимость). 18 июля, закончив работы, бриг направился к Новой Земле, куда подошел 27 июля, к Северному Гусиному мысу. В период третьей экспедиции лейтенантом М. А. Лавровым была закончена опись пролива Маточкин шар. В период работ выяснилось, что карта Ф. Розмыслова достаточно близка к истине. Длина пролива по Ф. Розмыслову отличалась от определенной Ф. Литке на три мили. Из Маточкина Шара бриг «Новая Земля» пошел к югу и 31 августа дошел до Кусовой Земли, закончив, таким образом, опись западного берега Новой Земли до самой южной оконечности. Пролив Карские Ворота был свободен ото льда, но Ф. П. Литке, помня вынужденную зимовку Ф. Т. Розмыслова, все же не рискнул войти в Карского море. Возвращаясь в Архангельск, бриг налетел на каменную банку, вследствие чего был сломан руль и сорвана обшивка на борту. На удачу, налетевший порыв ветра снял судно с отмели. Благодаря прекрасной выучке команды бриг дошел 12 сентября до Архангельска. Несмотря на аварию, успехи третьего года были значительны. Помимо описи берегов Новой Земли, Маточкина Шара, острова Колгуева и астрономических определений, Литке в нескольких местах произвел магнитные наблюдения. За эту экспедицию Ф. П. Литке 1 февраля 1823 года был произведен в чин капитан-лейтенанта.
В период четвертой экспедиции Ф. П. Литке должен был описать восточный берег Новой Земли со стороны Карского моря. 18 июня 1824 года бриг «Новая Земля» вышел из Архангельска и взял курс к Новой Земле, которую достиг 24 июля. Ф. П. Литке предпринял попытку достичь восточного берега Новой Земли в Карском море сначала с севера вокруг мыса Желания, но встретив мощные льды направил бриг на юг. Но и пролив Карские Ворота оказался забит льдом. В результате 19 августа, прекратив попытки проникнуть в Карское море, Ф. П. Литке направил бриг в Архангельск, куда прибыл 11 сентября. В результате можно констатировать, что успехи четвертой экспедиции были невелики.
В 1828 году была опубликована книга Ф. П. Литке «Четырехкратное путешествие в Северный Ледовитый океан на военном бриге „Новая Земля“ в 1821—1824 годах», в которой он первым в России назвал Северный океан Северным Ледовитым океаном. С тех пор данное название прочно вошло в обиход в российских печатных изданиях.
Тем не менее необходимо отметить, что неудачная попытка проникнуть в Карское море из Баренцева привела Ф. П. Литке к мысли, что использовать для мореплавания будущий Северный морской путь невозможно. С учетом того, что в дальнейшем Федор Петрович стал президентом Академии наук, это его авторитетное мнение надолго отодвинуло интенсивное изучение возможности сквозного плавания по Северному морскому пути.
Экспедиции штурманов И. Н. Иванова и И. А. Бережных в Печорское и Карское моря в 1821—1828 годах
В 1821—1828 годах по заданию Адмиралтейств-департамента отрядами штурманов Ивана Никифоровича Иванова (выпускник Кронштадтского штурманского училища 1804 года) и Илья Автономович Бережных (выпускник Кронштадтского штурманского училища 1819 года) было произведено описание южных берегов Печорского (юго-восточная часть Баренцева моря) и Карского морей.
Штурману 12-го класса Ивану Никифоровичу Иванову в 1821 году была поручена опись реки Печоры. Производилась эта опись для выяснения возможности вывоза из Печоры в Архангельск корабельного лиственничного леса, которого в бассейне Северной Двины стало не хватать.
