2 (14) июня Чихачев пересек горную цепь Сейлюген. Некоторые из ее вершин были покрыты "вечным" снегом. Продвигаясь по массиву в направлении потока, 4 (16) июня экспедиция достигла истоков Чуй - "...поток Буйлогом превратился в тонкую струйку воды, просачивающуюся сквозь болота и снега, окаймляющие северо-западный край Бурултайга, и наконец мы увидели, что поток совершенно исчез под сырой ноздреватой корой, покрывающей почву. Это нам послужило определенным доказательством того, - пишет Чихачев, -что мы находились у истоков Чуй".
Следующей задачей экспедиции было достижение и исследование истоков реки Чулышмана. С этой целью Чихачев направился к озеру Джулукуль по довольно болотистому месту, простиравшемуся между истоками Чуй и Чулышмана. "Когда я смотрел на поверхность, дрожащую от каждого движения наших лошадей, мне приходило в голову следующее сравнение: казалось, мы двигаемся по огромному пузырю, наполненному сжатой водой, которая от малейшего давления грозит прорваться через оболочку, удерживающую ее, и поглотить тело, опирающееся на нее".
Исследовав исток Чулышмана и обогнув с юга горы, Чихачев направился по долине реки Джалду к реке Башкаус. Здесь его особенно поразила красота местности.
Поднимаясь вверх по реке Чульча, Чихачев 1 июля достиг одноименного озера, вблизи которого им был обнаружен исток Большого Абакана - одного из крупнейших притоков Енисея. С целью изучения истока Абакана Чихачев направился вдоль западного берега озера. "Я был всемерно вознагражден, - пишет Чихачев, -за всю перенесенную мною усталость и труды, когда старый охотник-казах, сопровождавший меня, указал пальцем на исток Абакана, являющийся одним из главных объектов трудного задания, которое было на меня возложено... Стремясь исчерпывающим образом завершить мое трудное путешествие исследованием истоков этой прекрасной реки, скромная колыбель которой была мною только что открыта, мне оставалось теперь завершить свой план - изучить ее постепенное развитие, продвигаясь на протяжении 350 км до устья ее в Енисее".
За истоком реки Чихачев увидел юго-западную часть Абаканского хребта, которая "прячет от глаз Телецкое озеро", а на севере обнаружил истоки Малого Абакана, отделенного от Большого коротким хребтом Карлыган. Так Чихачев стал первым научным исследователем Западного Саяна.
Мечтая проследить течение Абакана до Енисея, Чихачев прошел от верховьев реки Чульча на восток через холмистую и болотистую местность с множеством озер и достиг реки Алаш (система Енисея). Он проник в Урянхайский край (Тува) и выполнил его первое исследование. Дав пятидневный отдых людям и лошадям и пополнив запасы продовольствия, Чихачев повернул к северу и неожиданно обнаружил горное озеро Кара-Холь, "спрятавшееся в массах громадных гор". Продолжая движение к северу, он вышел к верховьям Оны (приток Абакана). В ночь на 17 июля разразился сильнейший ливень, перешедший в густой снегопад. Утром Чихачев увидел, что "ветви хвойных деревьев сгибались под тяжестью снежных масс..."
Чихачев спустился в долину текущего на северо-восток Кантегира (левый приток Енисея). С перевала он увидел "целый океан гор со слегка округленными контурами, покрытых лесом" и постепенно понижавшихся. Перевалив эту горную цепь, он по долине небольшой реки достиг реки Абакан.
Так Чихачев пересек Западный Саян. Он собрал не только важные географические материалы, но и первые геологические данные обо всей этой горной стране, никем из натуралистов ранее не посещенной.
Чихачев оставил также ряд любопытных наблюдений. Когда экспедиция достигла русских домов, то сопровождавшие ее киргизы пришли в изумление.
