Только 4 сентября удалось достичь мыса Медвежий в двух милях от бухты Амбарчик, где и началась выгрузка людей и грузов. Грузовые работы осложнялась отсутствием каких-либо портовых сооружений. Выгрузка продолжалась только два дня. Затем стал усиливаться ветер от норда. Вскоре он дошел до силы шторма. Когда катера подводили к берегу баржи с грузом, буксирные тросы рвались, как нити. Дальнейшие работы по разгрузке пришлось прекратить, хотя на бeper успели переправить менее половины доставленных грузов. То и дело налетала пурга, температура наружного воздуха резко понизилась. По всем признакам приближалась полярная зима. Стало ясно, что вернуться во Владивосток в эту навигацию не удастся. Руководство экспедиции приняло решение следовать в Чаунскую губу, где суда могли стать на безопасную зимовку.
Переход к месту зимовки проходил в тяжелых льдах – иногда за четырехчасовую вахту «Ф. Литке» удавалось продвинуться всего лишь на длину корпуса. У ледореза было повреждено перо руля. 31 сентября «Ф. Литке» стал на зимовку в Чаунской губе. Зима выдалась холодная и снежная, судно завалило снегом до второй палубы и из сугроба торчали только верхушки мачт. На борту оставалось всего лишь около 500 тонн угля – его хватило бы только на 6-7 дней работы в тяжелых льдах. Поэтому котлы были погашены и судовые помещения отапливались только камельками, а пресную воду получали из льда. Тяжело заболел начальник экспедиции Н. Евгенов, его сменил капитан А. Бочек.
Но экипаж не падал духом. Велся ремонт корпуса и механизмов. На судне открылся морской техникум, готовивший штурманов, механиков, машинистов и мотористов. К 1 мая 1933 различные морские специальности получили 108 человек. Гидрографическая партия обследовала и описала близлежащие побережье. Зимовщики вели работу и среди местного населения – чукчей. Судовые врачи оказывали им медицинскую помощь, для местных детей была построена школу-интернат. На ледорезе появился даже самодеятельный кукольный театр – чукчи были в восторге от его спектаклей.
В ночь на 2 июля 1933 года в котлах ледореза подняли пары и он снова начал борьбу со льдами. Ледовая обстановка по-прежнему оставалась тяжелой и путь иногда приходилось прокладывать взрывами зарядов аммонала. Деформировалась одна из поперечных переборок, в ряде мест обшивки разошлись швы, появилась течь. Но каравану все же удалось пробиться обратно к бухте Амбарчик и выгрузить на берег оставшиеся с прошлого лета 6500 тонн груза.
16 августа «Литке» наконец покинул бухту и двинулся на восток, к Беринговому проливу. Только 24 сентября ледорез привел все суда Первой Колымской экспедиции в бухту Провидения. Но к этому времени в Восточном секторе Арктики в сложной ситуации оказались другие суда. Застрял во льдах «Север», возвращавшийся после удачного рейса в устье Лены. Не смог самостоятельно пробиться сквозь льды «Анадырь». В тяжелом ледовом дрейфе у мысе Сердце-Камень лежали пароходы «Лейтенант Шмидт» и «Свердловск», вышедшие из Владивостока на Колыму в навигацию 1933 года. Неудачно сложилось плавание «Челюскина», совершавшего сквозной поход по трассе по пути «Сибирякова». Зажатый тяжелыми льдами «Челюскин» был вынужден лечь в дрейф. Помощь им мог оказать только «Литке».
9 октября «Литке» вышел из Берингова пролива, держа курс навстречу «Северу», «Анадырю», «Челюскину» и пароходам Колымской экспедиции 1933 года. Обстановка позволила ему дойти только до мыса Икигур. Ледорез получил настолько тяжелые повреждения, что больше уже не мог работать во льдах. 14 октября «Литке» стал на якорь у мыса Дежнева и на требовавшие помощи суда была направлена следующая радиограмма:
