Двадцатидвухлетний Пахтусов уже имел за плечами опыт полярных экспедиций. В 1828–1831 годах он участвовал в работах по описи Мурманского берега на бригах «Лапоминка» и «Екатерина». Для новой экспедиции, снаряжённой на средства купца Брандта и форстмейстера Клокова, Пахтусов самостоятельно спроектировал лёгкий одномачтовый карбас. Длина судна составляла 13 метров. На его борту находились десять человек, включая самого командира и его помощника Крапивина.
22 августа (10 августа по старому стилю) судно достигло южной оконечности Новой Земли, а 10 октября, после полутора месяцев исследований у южного побережья, встало на зимовку в губе Каменки. На берегу Пахтусов обнаружил полуразвалившуюся избу, оставленную кем-то из прежних промышленников.
После зимовки к работам удалось приступить только 2 мая (20 апреля по старому стилю) 1833 года. В марте (по старому стилю), что соответствует концу марта – началу апреля по новому стилю, во время предварительной разведки местности Никольского Шара, примерно в 115 километрах от зимовья, Пахтусов наткнулся на руины ещё одной старой избы, а рядом с ней — на упавший деревянный крест. На кресте из лиственницы сохранилась надпись: «Поставлен сей животворящий крест на поклонение православным христианам, зимовщики 12 человек, кормщик Савва Феофанов». Ниже стояла дата — 20 июля (9 июля по старому стилю) 1742 года. Пахтусов связал эту находку с легендарным кормщиком Саввой Лошкиным, который, по преданиям, за два года обогнул на судне всю Новую Землю. В честь Лошкина реку, у которой стояла изба, он назвал Савиной.
За лето 1833 года Пахтусов описал восточный берег Новой Земли от Карских ворот до Маточкина Шара. Не имея запасов для второй зимовки, направился обратно в Архангельск.
Экспедиция Пахтусова 1832–1833 годов стала важным этапом в изучении Новой Земли. Впервые были составлены достоверные карты южного и восточного побережий Южного острова архипелага, а на самой Новой Земле впервые начались регулярные метеорологические наблюдения. Находка креста 1742 года не только приоткрыла завесу над историей поморского освоения архипелага, но и дала имя — Савина — одной из рек Новой Земли.