Сначала он нес казачью службу в Тобольске и в Енисейске, но ему не хотелось однообразно служить в обжитых местах Сибири. Щедрое мужество и природная любознательность влекли его в неведомые земли. В составе отряда

Петра Бекетова прибыл Дежнев на Лену. Служба в Якутске была тяжелой. Будучи рядовым казаком, Семен Иванович в год получал 5 рублей деньгами и... 1,75 пуда соли. Но и это скромное жалованье выплачивалось столь нерегулярно, что Дежневу приходилось подниматься собою , влезать в долги, в свободное от службы время заниматься пушным делом и обзаводиться хозяйством. И в то же время Дежнев добросовестно изучал мореходную науку, внимательно перечитывал старинные лоции и мироописания, подолгу рылся в делах воеводского правления и Якутской приказной избы, переписывая и сопоставляя бесчисленные отписки, дневники, челобитные, ведомости, расспросные речи, написанные бывалыми путешественниками или записанные с их слов подьячими. Летом 1640 года Семен Иванович обследовал реки Тату и Амгу, составив пространное описание и положив на чертежах кусочек Сибирской земли, по площади не уступавший Франции, а затем собирал ясак в округе Средневилюйского ясачного зимовья (Оргутской волости). В декабре 1640 года Дежнев был направлен на реку Яну в составе отряда из семнадцати человек под началом Дмитрия Зыряны. В поход на Яну Семену Ивановичу тоже пришлось снаряжаться на свои средства. «И я, — писал он впоследствии в челобитной на имя царя Алексея Михайловича, — для твоей государевой службы купил две лошади, дал 85 рублей, и платьишко, и обувь, и всякой служебной завод, покупаючи в Якутском остроге у торговых и у промышленных людей: стал подъем мне, холопу твоему, больше 100 рублев» .

Зимний поход 1640—1641 годов на Яну прошел успешно. Казаки собрали несколько сот соболей. Дежнев с горсткой товарищей отвез ясак в Якутск.

Сдав ясак в Якутскую приказную избу для отправки в далекую Москву (в «Соболиную казну» Сибирского приказа), Дежнев стал готовиться в новый поход. На сей раз он в составе партии казаков под начальством Михаила Стадухина направился на реку Оймякон, в район, который теперь известен как самое холодное место северного полушария Земли Населения на Оймяконе не оказалось, и Семен Иванович Дежнев записал 7 июня 1642 года : «...а на Емоконе жити не у чево, никаких людей нет, место пустое и голодное» .

С Оймякона казаки перебрались на реку Мому, а в июне 1643 года спустились вниз по Индигирке и вышли на коче в Северный Ледовитый океан. Там Дежнева его сотоварищи признали головным кормщиком за великое искусство судовождения и знания, почерпнутое из рукописных мироописаний и уставных книг и записок бывых старателей дела морского .

Река Индигирка обследована. Кочи Дежнева вышли в Ледовитый океан. Что дальше? Из рассказов местных жителей казаки еще раньше узнали о других реках, протекавших восточнее Индигирки (в частности, о реке Алазее). Отряд Стадухина при кормщике Дежневе осенью 1643 года прошел на коче из. устья Индигирки в устье Алазеи. Здесь стадухинцы встретились с отрядом Зыряны, прибывшим сюда морским путем несколько ранее. Объединившись и, по русскому обычаю, поделившись скудными припасами, казаки стали думать о морском походе на Колыму, о существовании которой они узнали от юкагиров, населявших эту часть Восточной Сибири.

После зимовки, летом 1644 года группа казаков во главе с Михаилом Стадухиным благополучно добралась по морю до Колымы. Сюда же сухим путем пришел и Дежнев, переживший в дороге множество опаснейших приключений. В устье Колымы был основан Нижне-Колымский острог, который вскоре стал центром и, главное, опорным пунктом дальнейших поисков на крайнем северо-востоке Азии.

Богатый соболем Колымский край быстро привлек внимание сибирских промышленных людей. Между Леной и Колымой стало развиваться постоянное морское судоходство. Нижне-Колымский острог вскоре превратился в торгово-промысловый центр северной части Восточной Сибири. В нем ежегодно устраивались ярмарки, на которых продавались меха и кожи, хлеб и соль, сукно и холст, походное и воинское снаряжение: топоры-ледорубы, звездочетные палки (астролябии) и прославленные поморские маточки (корабельные компасы), подзорные трубы и зажигательные стекла, пищали, мушкеты, карабины и пистолеты, прутковый свинец, пули и порох, мечи, шпаги, сабли и прочее клинковое оружие. И, оснастившись всем необходимым, вновь уходили дружины землепроходцев в неведомые еще края.

В 1646 году казаки узнали о вельми дальней Анандырь-реке , прибрежные леса которой были богаты соболем, а устье рыбьим зубом, и что находилась она за высокими горными хребтами, а удобнейший путь к ней лежит по Дышащему морю (Ледовитый океан).

Летом 1646 года промышленник Исай Игнатьев, родом из Мезени, с восемью спутниками вышел из устья Колымы в открытое море и поплыл на восток. Через двое суток коч оказался в губе зело приглубой . Возможно, это была Чаунская губа. Там русские встретились с чукчами. С изумлением смотрели чукчи на белокурых великанов, выходящих из чрева громадной деревянной рыбы с блестящими вещицами в руках. Обмен котлов и стальных ножей на моржовые клыки удовлетворил обе стороны; русские и чукчи расстались мирно и дружелюбно.

В Нижне-Колымском остроге сообщения Игнатьева о чукчах и (выменянные у них товары заинтересовали не только казаков и вольных промышленников, но и приехавших на ярмарку представителей московского купечества. Наиболее предприимчивым среди них оказался бывалый мореход Федот Алексеевич Попов, посланный в Северо-Восточную Сибирь великоустюжским купцом А. Усовым и его столичными родичами. К лету 1647 года Попов подготовил дальний морской поход для приискания новых землиц и моржовых лежбищ, для нахождения всеконечной реки Анадырь . В состав мореходной дружины, кроме самого Федота Алексеевича, входило шестьдесят два человека — пятьдесят своеужников , то есть таких промышленных людей, которые имели собственное охотничье снаряжение (ужину), и двенадцать покрученников — промышленников, не имевших своего промыслового заводу и огневого припасу в достатке и нанявшихся (покрутившихся) Попову за две трети будущей добычи.

Человек большого ума, Федот Попов понимал, что подготовленное им путешествие имеет общегосударственное значение, и поэтому попросил властных людей Нижне-Колымска включить в ту хоробрую дружину морского дела старателей опытного служилого человека для точного описания новых земель и организации сбора ясака. Узнав об этом, Дежнев, давно мечтавший дойти до последнего носу Сибирской земли, подал челобитную с просьбой назначить его головным кормщиком и государевым оком того неблизкого морского промыслу . Ходатайство его было уважено, и Семен Иванович, как законный представитель государственной власти и мореходец великого разумения и преизбыточного книжного знания , сразу же занял руководящее положение в отряде Федота Алексеевича Попова.

Летом 1647 года четыре коча вышли из Нижне-Колымского острога в Дышащее море . Восточно-Сибирское море в 1647 году оказалось покрытым непроходимыми льдами, и мореходы после ожесточенной борьбы с торосами и преогромными ледяными горами, аки стены до неба путь преграждающими , вынуждены были вернуться в Нижне-Колымск.

Неудача не разочаровала землеискателей. На следующее лето,

20 июня 1648 года, они направились в море на шести кочах. Дежнев по-прежнему был начальником. Кочи он подготовил к новому плаванию с учетом суровых уроков предыдущего неудачного морского похода. Семен Иванович снабдил все суда землеописательными, мореходными и звездочетными приборами, знаменами для дневной и ракетами для ночной сигнализации, пушечным порохом и минами для взрывания льдин и ледяных гор. Трюмы кочей наполнились снедью, закупленной в Нижне-Колымске рачительным Федотом Поповым, и промысловым и военным снаряжением. В качестве противоцинготных снадобий дежневцы пользовались испытанными поморскими средствами — клюквенным соком и морошкой. К шести судам Дежнева в устье Колымы самовольно присоединился седьмой коч, на котором находилось человек тридцать отчаянных сорвиголов под началом Герасима Анкудинова. Скрепя сердце принял Дежнев в свое мореходное содружество выше меры дерзких анкудиновцев. И побежали по малольдистому тем летом морю семь кочей, на которых уплывали в бессмертие девяносто два человека.