В 1934—1935 гг. С.В. Обручев организовал свою последнюю экспедицию на северо-восток — Чукотскую, завершившую десятилетние исследования на севере Азии. Участников экспедиции забросили на пароходе ’’Смоленск” из Владивостока в селение Певек на берегу Чаунской губы. Ледовая обстановка в 1934 г. оказалась на редкость благополучной, и 14 августа участники экспедиции высадились в Певеке. На этот раз в экспедиции было двое аэросаней и шлюпка-шестерка, на которой С.В. Обручев предполагал совершить несколько маршрутов вдоль побережья. Певек в 1934 г. был поселением, необычным даже для чукотского Севера. ”По самому краю треугольной галечной косы, выдвигавшейся от кочковатых склонов горы Паакынай, стоят в ряд девять круглых цилиндрических домиков около 7 метров в поперечнике, с конической крышей.

Экспедиции был придан гидросамолет фирмы ”Дорнье”, уже несколько лет обслуживавший экспедиции на Карском море. От водной взлетно-посадочной площадки самолет мог улететь всего на 80 километров. Поэтому изучение удаленных от моря территорий представляло большие трудности.
С.В. Обручев и К.А. Салищев решили вести съемку маршрутно-визуальным методом: вдоль точно проложенной линии полета геодезист зарисо-вывал полосу территории до 50 километров шириной, которые должны
были стать "каркасом” топографической карты; в дальнейшем ее уточняли в процессе наземных маршрутов.
В первый сезон работы С.В. Обручев,, предвидя трудности эксплуатации самолета, наметил верную стратегию полетов: изучалось побережье материка.

Здесь встречались отдельные заимки, а также следы русских путешественников прежних лет. По Омолону проходил путь, по которому в XVIII в. перевозили грузы на Анадырь.
12 июля лодки вышли на Колыму. С.В. Обручев заехал на заимку Колымскую, где похоронили И.Д. Черского. В заимке жили обрусевшие юкагиры. Могила И.Д. Черского находилась в середине заимки, у сруба маленькой часовенки. Путешественники почтили память героического предшественника. К этому времени на могиле И.Д. Черского был поставлен столб с медной доской.
Нижнее течение Колымы в геологическом отношении оказалось не очень интересным. Берега были сложены четвертичными отложениями с большим количеством костей млекопитающих. Ценной находкой экспедиции стал череп молодого мамонтенка. Через 20 часов после отплытия от устья Омолона лодки подошли к Нижнеколымску - маленькому поселку с 30—40 домами.

Здесь был прекрасный строевой лес, из которого можно было построить лодку для весеннего сплава экспедиции. С.В. Обручев попросил оленеводов довести их до места, где будет хороший лес, а также чтобы ниже по течению не было очень крупных тарынов, поскольку они могут сохраниться летом и через них нельзя будет перебраться с лодкой. Такое место нашли в устье Мунугуджака. Оленеводы ушли, а участники экспедиции устроились здесь основательнее на весновку. Это было уже под 1 мая, но мороз достигал ночью 30 градусов. Здесь пришлось простоять почти полтора месяца. Главный кораблестроитель М. Перетолчин с рабочими целыми днями занимались на ’’верфи”, находившейся в километре от лагеря, в роще громадных лиственниц. Решили строить такую же лодку, как в прошлом году, но немного короче, чтобы легче было управлять ею в узких протоках. С.В. Обручев и К. А. Салищев занялись обработкой материалов экспедиции, а также совершали маршруты на лыжах по окрестным горам. В один из таких маршрутов С.В. Обручев с вершины горы всего в шести километрах ниже по течению увидел огромный тарын. Это известие подвергло всех в уныние: удастся ли перебраться через него.

Наконец отыскали якута в проводники. Сам он не был на Коркодоне, но бывал на Сугое и знал местных эвенов, среди которых можно было найти проводника.
Караван из оленей должен был выйти из Верхнеколымска по Колыме, а затем передвигаться по Коркодону. Экспедиция вышла из Средне-колымска 12 февраля, но из-за трудностей с наемом оленей или лошадей путь до Верхнеколымска преодолели только 2 марта. 4 марта караван выступил из Верхнеколымска сначала вверх по Ясачной к селению юкагиров Нелемное, в котором жила большая часть этой народности, когда-то многочисленной и населявшей значительные пространства северо-восточной Азии по бассейнам рек Яны, Индигирки, Колымы, Анадыря. По подсчетам С.В. Обручева в 1930 г. в верховьях Колымы насчитывалось всего 125 юкагиров.

6 сентября С.В. Обручев с рабочим и проводником выехал вниз по реке; в 14 километрах ниже города он обнаружил прекрасные обнажения и потратил более суток для сбора палеонтологической коллекции, позволившей установить геологический возраст отложений. Затем С.В. Обручев остановился у устья реки Березовки, где в 1900 г. был найден труп мамонта, доставленный экспедицией Академии наук в Зоологический музей в Петербург. Здесь на берегах часто появлялись большие яры рыхлых четвертичных отложений, у подножья которых в большом количестве попадались кости крупных четвертичных млекопитающих: мамонта, носорога, бизона, северного оленя, лошади, лося. Трупы мамонта, представляющие наибольший интерес, встречались очень редко; нашли только два.

По Таскану лодка несколько раз садилась на мель, снять ее каждый раз стоило больших усилий. Выйдя на Колыму, лодка пошла веселее. На второй день пути на берегу Колымы увидели палатку Ю.А. Билибина, четыре отряда которого проработали здесь всю зиму и сейчас заканчивали геологические исследования. Осенью участники экспедиции Ю.А. Билибина должны были выбираться на Охотское побережье. С.В. Обручев доставил Ю.А. Билибину письма, написанные полгода назад в Ленинграда но это была первая почта, которую он получил.
Через два дня С.В. Обручев достиг реки Среднекан, где тогда находился центральный лагерь экспедиции Ю.А. Билибина, и поселения Сеймчан, состоявшего из двух десятков юрт. В Сеймчане на лодку поставили брезентовый верх и парус и, вопреки мнению местных жителей, что плавание по Колыме на таком судне очень опасно, двинулись дальше без проводника.

Только 31 мая караван вышел на север сначала по долине Индигирки, а затем через хребет Тас-Кыстабыт попали в бассейн реки Неры. С перевала были видны цепи хребта Черского. На реке Аян-Юрях С.В. Обручев отправил караван с К.А. Салищевым по хребтам к Колыме, а сам с переводчиком Говязиным и проводником Сивцовым решили плыть в складной байдарке с закрывающимся резиновым верхом. Весь груз сложили в утлую ’’ветку” Николая Сивцова. В этих местах не бывал еще ни один ученый, хотя уже с XVIII в. по Колыме плавали казаки.
До Колымы и знаменитых порогов было еще далеко, плыть по Аян-Юряху оказалось непросто. Вблизи устья Берелеха лодку залило до краев водой, однако путешественники успели пристать к берегу, вылить воду и продолжали плавание. Ниже Берелеха Аян-Юрях сливался с Кулой и начиналась собственно Колыма.

В Оймякон удалось добраться только 4 марта с обозом из десяти тощих лошадей и трех быков, который не смог дойти даже до Алдана. Для С.В. Обручева начались трудности наема оленей для дальнейшего продвижения. С помощью представителей советской власти оленей наняли у эвенов, и только в середине апреля экспедицйя продолжила путь. Дорога к Верхоянскому хребту шла по льду реки Хандыги, снег начал таять, поэтому почти все время пришлось идти по воде, точнее по мокрой снежной каше, в которой вязли олени и нарты. При приближении к Верхоянскому хребту все чаще стали встречаться весенние наледи. Ночью морозы достигали 40 градусов. Люди и животные выбивались из сил, и караван передвигался со скоростью 10—15 километров в сутки.

Члены экспедиции двигались по старинному пути: здесь в 1786 г. из Якутска в Верхнеколымск прошел знаменитый путешественник Гаврила Сарычев. На Колыме он построил суда и вышел на них в Северный Ледовитый океан для изучения его побережий. Несмотря на трудности пути в столь сильные морозы, караван экспедиции С.В. Обручева двигался быстро. До Крест-Хальджая добрались за семь дней. 20 декабря достигли Охотского тракта и из селения Татта С.В. Обручев отправил телеграммы о благополучном возвращении участников экспедиции. Экспедиция настолько затянулась, что ее участников уже считали погибшими. Вечером 24 декабря караван подъехал к Якутску. Здесь, на заседании Якутского отделения Географического общества, С.В. Обручев сделал первый доклад о результатах экспедиции. В начале января С.В. Обручев и другие участники экспедиции выехали из Якутска и через Алданские прииски добрались до железной дороги.

Все-таки это была дорога на юг, уводящая от наступавшей зимы, к тому же можно было забрать оставленные там коллекции и ослабевших лошадей, которых можно было выменять на оленей. 19 сентября было уже 10 градусов мороза, поэтому палатки приходилось ставить на мокром снегу. Конец сентября оказался солнечным и морозным. Лошади выбились из сил, поэтому С.В. Обручев решил оставить у устья Эльги, в 150 километрах от Оймякона, часть людей и груз, нанять оленей и перебросить оставшуюся группу в Оймякон. Из толстых лиственниц построили избу с печью. Наступили 30-градусные морозы, особенно трудно было КА. Салищеву, который по ночам вел астрономические наблюдения. В Оймякон с С.В. Обручевым поехали КА. Салищев и трое якутов. Они оставили на зимовье почти все продукты, которых должно было хватить на месяц. 15 октября С.В. Обручев выступил на Оймякон, и 24 октября отряд прибыл туда.

У эвенов купили маленькую ’’ветку” и взяли напрокат лодку побольше. 1 августа участники экспедиции разделились на две партии. В.А. Протопопов пошел через горы в Тюбелях. С.В. Обручев, К.А. Салищев и рабочий-якут решили плыть на двух ’’ветках”: С.В. Обручев в маленькой, К.А. Салищев с рабочим в большой. К последней для устойчивости привязали два бревна. На буксир взяли брезентовую лодку и погрузили в нее палатку, постели, продовольствие и астрономические инструменты.
Плавание по Индигирке принесло много неожиданного. Река оказалась быстрой. По карте Г. Майделя вокруг реки должна была находиться низменность, однако скоро стали попадаться скалистые утесы и это еще более повысило интерес С.В. Обручева к плаванию. Он приставал к утесам и производил геологические наблюдения.

Наконец 3 июля члены экспедиции выступили из Крест-Хальджая к Верхоянскому хребту. Дорога шла по приалданским болотам, что очень утомило и людей и лошадей. Все с облегчением вздохнули, когда увидели окраинную цепь Верхоянского хребта. После переправки груза в брезентовой лодке и маленькой якутской ’’ветке” через реку Томпо С. В. Обручев объявил отдых. К.А. Салищев определил на отрогах Верхо-янского хребта астрономический пункт. Поскольку для этого района не было достоверных карт, то решили вдоль всего пути на расстоянии нескольких сот километров определять такие пункты. Между ними С.В. Обручев и К.А. Салищев вели маршрутно-глазомерную съемку с помощью часов и компаса, при которой неизбежны ошибки в определении длины пути и направления, но точно определенные и нанесенные на карту астрономические пункты позволяют скорректировать эти ошибки.

В состав экспедиции,кроме С.В. Обручева, вошли геодезист-картограф К.А. Салшцев, горный инженер В Л. Протопопов, горный техник И.Н. Чернов и два рабочих-промывалыцика. Поскольку в экспедиции не было радиостанции, то долготу местонахождения определяли хронометрами по разнице времени, что вызывало многие трудности и вносило субъективность в картографический материал. Однако К.А. Салищев блестяще справился с этой задачей.
Сведения, полученные от Николаева, оказались противоречивыми и сомнительными, тем не менее участникам экспедиции пришлось проверять их, что сильно затруднило и без того невероятно сложные условия ее проведения.
В Якутске С.В. Обручев был занят закупкой лошадей для экспедиции, их проверкой и подготовкой к трудному маршруту.

К другому важному открытию в период работ на Среднесибирском плоскогорье относится расшифровка сложного геологического строения этой области. С.В. Обручев выявил здесь специфические вулканические образования — траппы, магматические породы основного состава, пронизывающие и перекрывающие осадочные образования платформ.
Работа на Среднесибирском плоскогорье площадью около полутора
миллионов квадратных километров была сопряжена с большими трудностями. Обширная, заболоченная, высокая равнина плоскогорья представляла собой непроходимую тайгу, лежащую вдалеке от дорог. Эта территория была малонаселенной и труднопреодолимой. В 1923 г. С.В. Обручев закончил исследование от Ангары до Енисейского горста и провел геологическую съемку Енисейского золотоносного района.