Летом 1819 г. была предпринята неудачная экспедиция на бриге «Новая Земля» (бывший «Кэтти») под командованием лейтенанта А. П. Лазарева (родного брата М. П. Лазарева) в Баренцево море для описания архипелага Новая Земля. Однако из-за тяжелой ледовой обстановки экипажу судна в августе даже не удалось подойти и высадиться на берег архипелага. В результате экспедиция была вынуждена вернуться в Архангельск.
В 18211824 годах Адмиралтейств-Департаментом были организованы 4 летние экспедиции к Новой Земле под командованием лейтенанта Федора Петровича Литке на специально для этого построенном в Архангельске новом шестнадцати пушечном бриге с тем же именем «Новая Земля» водоизмещением 200 тонн с обшитой медью нижней частью корпуса (спущен на воду 10 июня 1820 г.).
15 июля 1821 года экспедиция в составе 43 человек на бриге «Новая Земля» вышла из порта Архангельска и отправилась на северо-восток с провизией на 16 месяцев на случай непреднамеренной зимовки. 31 июля 1821 года к северу от острова Моржовца бриг «Новая Земля» сел на мель, которая с тех пор носит имя Литке. 10 августа экспедиция достигла западных берегов Новой Земли в районе полуострова Гусиная Земля, и наблюдениями с моря описала несколько географических пунктов, в том числе гору Первоусмотренную на острове Южный. В конце августа бриг взял курс назад на Архангельск, куда прибыл 11 сентября. Работы первого года, по сути, были рекогносцировочными.
С 17 июня по 2 августа 1822 года экспедиция описала мурманское побережье в районе Семи островов, берега мыса Святой Нос и близлежащего залива, определила географическое положение о. Нокуева, описала группу Семи островов и о. Малый Олений, губы Порчниха и Териберка, о-в Киндин и Екатерининскую гавань в Кольском заливе.
3 августа 1822 г. бриг «Новая Земля», после работ у Мурманского побережья направился к Новой Земле, которую экипаж увидел 8 августа. Во время экспедиции 1822 года был исследован пролив Маточкин шар, уточнены его географические координаты, описаны несколько пунктов на берегу до Гусиного Носа. Однако в период работ наблюдались плохие погодные и ледовые условия, поэтому 12 сентября бриг вернулся в Архангельск.
11 июня 1823 г. 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 г. обрела независимость). 18 июля, закончив работы, бриг направился к Новой Земле, куда подошел 27 июля, к Северному Гусиному мысу. В период третьей экспедиции лейтенант М. А. Лавров закончил опись пролива Маточкин шар. В период работ выяснилось, что карта штурмана Ф. Розмыслова оказалась достаточно близкой 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, самой южной оконечности архипелага. Пролив Карские ворота был свободен ото льда, но Ф. П. Литке, помня вынужденную зимовку Ф. Т. Розмыслова, все же не рискнул войти в Карское море. Возвращаясь в Архангельск, бриг налетел на каменную банку, вследствие чего был сломан руль и сорвана обшивка на борту. Тем не менее, бриг дошел до Архангельска 12 сентября. 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-го февраля 1823 г. 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 г. бриг «Новая Земля» вышел из Архангельска. Ф. П. Литке производил промер от Святого Носа к Канинскому берегу и определил несколько долгот после чего взял курс к Новой Земле, которую бриг достиг 24 июля. Ф. П. Литке предпринял попытку достичь восточного берега Новой Земли в Карском море, обойдя архипелаг с севера, вокруг мыса Желания, но встретив там мощные льды направил бриг на юг. Но и пролив Карские ворота оказался в этом году забит льдом. В результате, 19 августа, прекратив попытки проникнуть в Карское море, Ф. П. Литке направил бриг в Архангельск, куда прибыл 11 сентября. Таким образом можно констатировать, что успехи четвертой экспедиции были также крайне скромными.
Тем не менее, в конце 1824 г. Ф. П. Литке на основе всех имевшихся материалов составил новую карту восточной части Белого моря, которая в значительной степени исправила неточности карты Л. И. Голенищева-Кутузова.
В 1828 году была опубликована книга Ф. П. Литке «Четырёхкратное путешествие в Северный Ледовитый океан на военном бриге Новая Земля в 18211824 годах», в которой он первым в России назвал Северный (Сибирский) океан Северным Ледовитым. С тех пор данное название прочно вошло в обиход в российских печатных изданиях.
В результате за все четыре августовские плавания к Новой Земле, наблюдениями с моря было описано 13 географических пунктов на западном побережье острова Северный. На западном побережье острова Южный было описано всего 4 пункта (Справочник «Топонимика морей советской Арктики. Ленинград, 1972).
Справедливости ради, необходимо отметить, что в то же время карта западного побережья Новой Земли, составленная В. Баренцем по результатам его исследований в трех экспедициях в 1594 1597 гг. (умер от цинги на севере острова Северный архипелага Новая Земля в Карском море (близ Ледяной гавани) 20 июня 1597 г.), помимо сохраненных им десятков поморских названий, содержала 17 географических объектов, которым он присвоил имена. Данную карту использовал в своих плаваниях и Ф. П. Литке.
Результаты экспедиций показали, что использование достаточно большого военного брига под парусами для производства гидрографических работ в прибрежной зоне крайне неэффективно. Так последующие исследователи Новой Земли морские офицеры К. П. Пахтусов (дал около 100 названий, умер через месяц после возвращения из экспедиции к Новой Земле 7 (19) ноября 1835 года в Архангельске), А. К. Циволька (умер от цинги на острове Северный близ губы Мелкая архипелага Новая Земля 16 марта 1839 года), Г. Я. Седов (42 названия, умер от цинги на острове Рудольфа архипелага Земля Франца Иосифа при попытке достижения Северного полюса 20 февраля 1914 года), офицеры СГЭ (22 названия в 1951 1956 гг.) описали сотни географических пунктов, проводя исследования непосредственно на берегу и около него на шлюпках под веслами или мотором.
Также необходимо отметить, что неудачная попытка Ф. П. Литке проникнуть в Карское море из Баренцева, привела его к мысли, что использовать для мореплавания будущий Северный морской путь невозможно. С учетом того, что в дальнейшем Федор Петрович стал Президентом Императорской Санкт-Петербургской академии наук (правильное официальное название), то это его авторитетное мнение надолго отодвинуло интенсивное изучение возможности сквозного плавания по Северному морскому пути (история появления данного термина представлена в приложениях к данной книге).
Подтверждением вышеприведенному выводу является мнение начальника Главного Гидрографического управления Морского ведомства России полного генерала Корпуса гидрографов Вилькицкого Андрея Ипполитовича, изложенное в 1912 году в его монографии «Северный морской путь»: «В 1821, 1822, 1823 и 1824 гг. Капитан-лейтенант Ф. Литке совершил ряд плаваний к берегам Новой Земли, результатом коих было обстоятельное описание посещенных мест, но для решения занимающего нас вопроса экспедиция эта имела скорее отрицательное значение, так как Литке, найдя Карское море затертым льдами, составил себе мнение, что такое его состояние и есть естественное; впоследствии это мнение Литке, как председателя Императорского Русского Географического Общества и моряка, плававшего в Ледовитом океане, имело большое значение, удерживая многих, стремившихся подвинуть вперед дело, об открытии морского пути в Сибирь».