В 1832—1833 годах, получив поддержку торговой компании Брандта и Клокова, была организована экспедиция, состоящая из двух групп: на карбасе «Новая Земля» под руководством П. К. Пахтусова для описи восточного берега Новой Земли и на шхуне «Енисей» под руководством лейтенанта В. А. Кротова для описи морского пути к устью реки Енисей в Карском море.
Своим помощником П. К. Пахтусов пригласил кондуктора флотских штурманов Николая Крапивина. Команда карбаса состояла из восьми вольнонаемных матросов.
1 августа 1832 года Пахтусов вышел из Архангельска и 7 августа, находясь у Орловской банки в Горле Белого моря, встретил шхуну «Енисей». Дальше «Енисей» пошел к Маточкину Шару, а «Новая Земля» – к острову Колгуев.
10 августа были экспедиция встретила первые льды и увидела очертания южного берега Новой Земли. В тот же день «Новая Земля» вошла в губу Широчиху и начала опись южной части острова Южный архипелага Новая Земля.
23 августа в губе Каменка, около Логиновой губы, в проливе Карские Ворота нашли ветхую промысловую избу, 31 августа удалось перевести сюда и карбас. 16 сентября перевезли с судна другую избу, провизию, запасы и инструменты. 19 сентября вытащили карбас на берег и поставили на подпоры. С этого дня началась зимовка, в ходе которой каждые два часа велись метеорологические и инструментальные наблюдения.
С 8 марта 1833 года П. К. Пахтусов начал описные работы вблизи зимовки, уходя от нее иногда на несколько дней на значительные расстояния. На пути к Никольскому Шару Пахтусов открыл большой залив, глубоко врезавшийся в сушу за губой Логинова. В честь своего начальника по Беломорской экспедиции и учителя, так много ему давшего, П. К. Пахтусов назвал новый залив именем Рейнеке.
Поручив Н. Крапивину подготовку карбаса к плаванию, 24 июня П. К. Пахтусов с двумя матросами на шлюпке с провизией на один месяц вышел для описи восточных берегов Новой Земли в Карском море.
5 июля, достигнув 71° 38′′′ с. ш., П. К. Пахтусов отправился в обратный путь и 7 июля вернулся к зимовью. 11 июля он уже на карбасе покинул зимовье, в котором его отряд провел 297 дней.
13 августа П. К. Пахтусов, описывая по пути восточный берег Новой Земли, подошел к восточному входу в пролив Маточкин Шар.
19 августа, выйдя из Маточкина Шара, баркас направился обратно на юг.
Из-за штормов и недостатка продовольствия П. К. Пахтусов вернуться в Архангельск не мог и был вынужден идти к устью Печоры.
3 сентября сильным штормом карбас бросило на отмель, и он заполнился водой и песком. Только к 12 сентября удалось исправить судно. 17 сентября «Новая Земля» была поставлена на зимовку у деревни Куя на реке Печоре, а 21 ноября 1833 года П. К. Пахтусов, передав карбас Н. Крапивнину, вернулся в Архангельск по суше на оленях.
По возвращении в Архангельск П. К. Пахтусов узнал, что о судьбе шхуны «Енисей», с которой «Новая Земля» рассталась 7 августа 1832 года, до сих пор ничего не известно.
П. К. Пахтусов о своей экспедиции лично представил в Управление генерал-гидрографа в Санкт-Петербурге подробный отчет вместе с таблицами наблюдений и картами. Всего было описано более 130 верст побережья восточного берега Новой Земли. Кроме этого, он представил «Дневные записки, веденные подпоручиком Пахтусовым при описи восточного берега Новой Земли в 1832 и 1833 годах» (интересно, что эпиграф к этим запискам гласил: «Я расскажу как было, а вы судите как угодно»).
