Выход в свет "Путешествия" Сарычева знаменует начало новой эпохи в его жизни. В том же 1802 году он становится руководителем съемки Балтийского моря, которая продолжалась четыре навигации. В эту пору судьба сводит его с Анастасией Васильевной Мацкевич, фрейлиной великой княгини Елены Павловны. Они встретились во время навигации 1803 года, когда Анастасия Васильевна с эскадрой Сарычева совершала плавание из Кронштадта в Росток, чтобы там присоединиться к свите Елены Павловны. В августе 1804 года Сарычев женился и был счастлив до конца своих дней.

Еще два года мореходу пришлось плавать по Балтике. Он закончил съемку в те самые недели, когда из первого кругосветного плавания возвратились русские корабли — сначала "Нева" под командованием Юрия Федоровича Лисянского, а затем "Надежда" во главе с руководителем экспедиции Иваном Федоровичем Крузенштерном, давним знакомым Гавриила Андреевича. Мысль о плавании вокруг света весьма серьезно волновала и Сарычева. Он готовил план посылки судов из Кронштадта на Камчатку. Но был принят проект Крузенштерна. Главную роль в этом сыграл благоволивший к нему влиятельный вельможа граф Николай Петрович Румянцев.

Первоначально у Сарычева с Крузенштерном установились тесные деловые отношения. Они одновременно были избраны в члены Адмиралтейского департамента, который был основан в 1805 году и имел коллегиальную форму управления. Департамент ведал всеми сторонами научной деятельности флота и в первую очередь географическими и гидрографическими исследованиями.

Сарычев совместно с Крузенштерном представил Адмиралтейскому департаменту "План к составлению всеобщего морского атласа" с подробным перечнем карт. Этот труд замышлялось издать в двух частях. В первую намечалось включить карты Атлантики и берегов европейских морей, во вторую — Тихий океан и берега Америки и Азии. Атлас должен был сопровождаться двухтомным описанием берегов и наставлением для входа в главнейшие военные и торговые порты всех частей света. Сарычев и Крузенштерн без промедления приступили к реализации этого замысла. Крузенштерн трудился над капитальным исследованием по гидрографии Мирового океана с картой всего мира, включая северные моря России. Сарычев, в свою очередь, начал подготовку к созданию всемирно известного "Атласа северной части Восточного океана", который увидел свет через 16 лет.

Со временем между этими знаменитыми, талантливыми и безмерно преданными русскому флоту людьми начались трения. В 1808 году Сарычев получил пост генерал-гидрографа. Постепенно все нити по руководству учеными исследованиями Адмиралтейского департамента оказались в его руках. И тут произошло непредвиденное. Адмиралтейский департамент отверг сочинение Крузенштерна о плавании к Северному полюсу, которое предпринял в 1764–1766 годы русский мореплаватель В.Я. Чичагов. Крузенштерн был серьезно обижен. Вскоре при содействии Румянцева он уехал в Англию, затем попросился в отпуск для ученых занятий и поселился в своем имении на мысе Асе в Эстляндии, где и создал "Атлас Южного моря", обессмертивший, как и первое кругосветное плавание, его имя в истории русской науки.

Адмиралтейский департамент теперь безраздельно подчинялся Сарычеву. Но морякам было не до ученой деятельности. Войны и кампании следовали одна за другой. Сначала с французами, потом со Швецией. Затем, в очередной раз, обострились отношения с Англией… Сарычеву удалось лишь опубликовать "Дневные записи" плавания в Финском заливе и Балтийском море в 1802–1804 годах и подготовить к печати "Морской атлас всего Балтийского моря с Финским заливом и Каттегатом". Он состоял из генеральной и 12 частных карт.

Следующей работой гидрографа стала "Лоция", или Путеуказание к безопасному плаванию" по Балтике. Ученые круги России признали его заслуги. Петербургская академия наук избрала его в число своих почетных членов. Той же чести его удостоили Московский и Харьковский университеты, Вольное экономическое и Минералогическое общества. Награды следовали одна за другой.

Была и еще одна радость. В Петербург приехал из Якутска адъюнкт Михаил Адамс. Ему довелось побывать и в устье Лены. Ученый рассказывал — сибирские охотники за мамонтовой костью открыли к северу от Ляховских островов обширную землю, про которую говорили, что она не иначе как является особой частью света и простирается так далеко, что по ней можно достигнуть Северного полюса. Потом стало известно об экспедиции, которую отправил министр иностранных дел и коммерции граф Николай Петрович Румянцев, поставив во главе ее ссыльного чиновника Матвея Матвеевича Геденштрома. Вскоре от него пришли первые донесения. Он посетил открытую охотниками землю и назвал ее Новой Сибирью. Земля была столь велика, что он не смог объехать ее за одну весну. Сарычеву довелось увидеть первую карту Геденштрома. На ней был изображен только южный берег Новой Сибири, протянувшийся от меридиана мыса Святой Нос до Шелагского Носа.

Открытие Геденштрома подтверждало наблюдения Сарычева во время плавания у Колымы. "Матерая земля", о которой он столь подробно писал в своем "Путешествии", существовала! Правда, спустя год Геденштром обошел всю Новую Сибирь. Она оказалась не столь уж велика и лежала гораздо западнее Колымы. Зато Геденштром и его спутники видели высокие горы на севере. Они были убеждены, что "матерая земля" лежит именно там. И при этом приводили в качестве доказательства "резоны" адмирала Сарычева как человека "известного своей ученостью".

В эти края, думал Сарычев, следовало бы послать толкового офицера, поручив ему точно положить на карту весь берег Сибири от реки Яны до Берингова пролива и описать все земли, которые были недавно открыты в Ледовитом море сибирскими охотниками за мамонтовой костью.

Но для России наступили времена великих испытаний. В июньские дни 1812 года Неман перешла великая французская армия. Был оставлен Вильно. Пал Смоленск. Враг рвался к Москве. Надо было думать сначала об обороне Петербурга, а затем об обеспечении флота навигационными пособиями для действий у европейских берегов. Многие из флотских офицеров участвовали в заграничном походе. Вплоть до 1817 года корабли занимались перевозкой войск из Франции.

Наконец, мир надежно установился в Европе. Никто больше не угрожал России, и морякам следовало подумать о том, чтобы заняться исследованием своих морей. Гавриил Андреевич решил воспользоваться этой благоприятной для мирных занятий порой. Прежде всего он обратился к русскому Северу. Изучив бумаги Второй Камчатской экспедиции Витуса Беринга, Сарычев написал труд о ее открытиях, который вскоре опубликовал в "Записках" Адмиралтейского департамента. Это великое географическое предприятие России служило ему примером при разработке проблем будущих исследований русского флота. Он изложил свои мысли в обстоятельной "Записке о морских берегах, которые надлежит описать", которую подал морскому министру маркизу де Траверсе в конце декабря 1818 года. В записке были указаны основные районы и объекты, исследование которых необходимо для "усовершенствования вновь сочиняемых при адмиралтейской чертежной морских карт".

Сарычев отмечал, что со времени создания Петром I мощного русского флота было начато составление карт принадлежащих России морей. Вслед за Белым и Каспийским морями и Финским заливом Камчатскими экспедициями были описаны берега Северного Ледовитого океана от Белого моря до Берингова пролива (точнее, до Большого Баранова Камня к востоку от Колымы) и исследованы побережья Северо-Восточного океана, под которым он подразумевал северную часть Тихого океана. Но поскольку во времена Беринга не были еще известны способы точного картирования берегов и не существовали достаточно надежные астрономические инструменты, то и карты, составленные 80 или 90 лет назад, оказались по новым меркам несовершенными, а то и вовсе неверными.

Надо было эту работу осуществить заново, как, например, сам он сделал это на Балтике. Сарычев отмечал, что необходимо описать и исправить карты берегов Лапландии от границ с Норвегией до Белого моря; желательно исследовать побережье Европейской России от Белого моря до устья Печоры.