Ольхон - самый большой из шести байкальских островов - лежит у западного побережья озера и имеет около 72 километров длины и приблизительно 22 километра ширины.
Грозные массивы гор, нагроможденные вокруг вод озера, напоминали исследователю бурятские легенды о всесильных божествах, насылающих бури на "Священное море", и о похождениях несчастных плавателей, вызывающих гнев всеведущих духов – онгонов.
Остров Ольхон манил Чекановского не только как геолога. Он являлся древним центром шаманизма. Предки бурятов, населяющих прибайкальские земли, пришли сюда, как говорит их предание, в период походов Чингисхана. Сохранилось еще одно бурят-монгольское племя, отличающееся раскосыми глазами, плоским носом и широким лицом, почти лишенным растительности. Они построили на острове свои юрты и, не опасаясь посещения чиновников, обмана купцов и преследования жандармов, чувствовали себя вполне свободными.
На северо-восточном горном и покрытом богатой растительностью берегу возвышается скала Агху-Чола, которая наряду с урочищем, называемым Чашей Чингисхана, являлась местом паломничеств бурятов.
Бурятами правили шаманы. Каждый из них был жрецом и одновременно считался прорицателем и знахарем. Он предсказывал бедствия, урожай, колдовал по внутренностям животных, находил потерянные вещи, разоблачал вора и лечил, чаще всего изгнанием из больного " злого духа".
Этот неизученный остров в то время был населен шаманами, которые в своих неистовых плясках якобы соединялись с божествами. Жизнь на острове, пляски шаманов, невероятные хороводы в урочищах, фантастические обряды в честь Дзаяга - то есть божества, отождествляющего рок, - все это привлекло внимание путешественника.
В 1872 году Чекановский предложил Географическому обществу исследовать территорию между Енисеем и Леной. Он отметил, что эта территория, незабвенная в истории географических открытий по количеству труда, энергии и самоотвержения, потраченных на ее познание, практически представляет собой "белое пятно" очень мало были изучены ее гидрография, еще меньше – рельеф.
Получив разрешение Академии и местных властей, 26 марта 1873 года Чекановский отправляется из Иркутска к истокам Лены, где в течение двух месяцев изучает геологическую структуру берегов верхнего течения Лены и Ангары, производит картографические съемки, интересуется жизнью населения, ловит птиц и насекомых, находит много палеонтологических экспонатов и ожидает остальных участников экспедиции.
Когда на Ангаре начался ледоход, из Иркутска прибыли астроном и физик Фердинанд Миллер, топограф Нахвальный и Владислав Ксенжопольский. 12 мая группа двинулась в лодках по Ангаре - к истокам Нижней Тунгуски.
Вся территория между Ангарой и Подкаменной Тунгуской усеяна многочисленными небольшими хребтами и плоскими вершинами, покрытыми лесными массивами Чекановского интересовало геологическое строение этих плоскогорий вулканического происхождения. Дальше к северу они образуют между Енисеем и Леной Среднесибирское плоскогорье. Путешествие на лодках длилось месяц. В середине июня путники добрались до Ербочагена. Здесь кончился населенный край, и начиналась пустошь, на которой кое-где кочевали тунгусы. Чекановскому удалось сопровождать экспедицию охотника и проводника Голе Каплина, который стал руководителем каравана. Храбрость этого тунгуса, сообразительность и прекрасная ориентировка в этих неизведанных доныне краях являлись, несомненно, одной из предпосылок успеха экспедиции.
За три летних месяца 1873 года путешественники проследили все течение Нижней Тунгуски до устья, правильно нанесли ее на карту и определили длину - 2670 километров (по последним данным - 2989). Это была первая научная экспедиция по Нижней Тунгуске, после Д Мессершмидта (1723).
В сентябре 1873 года экспедиция, пройдя полярный круг, достигла Енисея. Позади осталась тяжелая часть пути. Частая нехватка продовольствия, трудная для прохождения местность и вдобавок недостаточная подготовка к столь трудной экспедиции отразились на здоровье ее участников.
Вышли невредимыми только Голе Каплин и Чекановский Ксенжопольский лишился рассудка, а Нахвальный долгое время тяжело болел. На обратном пути их пришлось многие километры везти на санях, пока, наконец, 5 ноября 1873 года Чекановский и еле стоящий на ногах Миллер не добрались до Иркутска.
Главным результатом экспедиции Чекановский считал открытие огромного траппового покрова, прослеженного им по долине реки на протяжении более 1900 километров. Однако не менее важные результаты ее выявились несколько позднее. В статье "Дополнительные сведения к карте реки Нижней Тунгуски" Чекановский впервые охарактеризовал всю территорию по Нижней Тунгуске как плоскогорье - возвышенность с характерными столовыми горами. Фактически он совершил научное открытие Среднесибирского плоскогорья и описал рельеф ее центральной части.
Только шесть недель длился отдых Чекановского. Спешно готовилась новая экспедиция, которая должна была пересечь полярный круг и произвести исследования до еще неизвестной тогда реки Оленек.