Автобиографичные заметки содержат подробную информацию о решении амурского вопроса. В 1848-1849 годах, будучи командиром транспорта «Байкал», Невельской прошел из Кронштадта в Петропавловск-Камчатский, произвел исследование и составил описание северной части острова Сахалин, Сахалинского залива, устья реки Амур, доказал, что Сахалин остров, а не полуостров, установил доступность Амура для морских судов. В 1850-55 руководил Амурской экспедицией, которой были проведены исследования в низовьях Амура, на острове Сахалин и в Татарском проливе. Летом 1850 поднял русский флаг в основанном им посту Николаевском (ныне Николаевск-на-Амуре), а в 1853 - в заливе императора Николая (ныне Советская Гавань) и в южной части Сахалина.
Именем Невельского названы пролив (самая узкая часть Татарского пролива), залив, гора и город на Сахалине.«Подвиги русских морских офицеров на крайнем Востоке России» адмирал писал в последние годы своей жизни и закончил их за несколько месяцев до своей смерти. Но издать заметки он не успел. Впоследствии они были опубликованы супругой адмирала на средства Ученого Отделения Морского Технического Комитета, членом которого по возвращении в Петербург был назначен адмирал Невельской.