大家對這個想法情緒不高，意見也相當不一致。因爲這是從來沒有走過的路，軍事地圖上沒有太多標記，只能依靠標記不夠準確的前蘇聯地圖。在地圖上看，新的路線有900公里，比穿湖還要長，大家怕喫苦頭。大家就這個問題討論了幾天，中國科學院新疆分院對新的考察任務做了批准-“黨員要帶頭”。但是大家也達成一個原則：往前走，當水或者油消耗一半，探險的路還沒走到一半的時候，就立即原路返回。
於是探險隊在米蘭採購物資，包括50斤麪粉，30斤大米，考慮到車子只能拉8只汽油桶，多了也帶不了，這一次決定帶5桶油，3桶水。其中，彭加木買了一斤青島食品廠出產的大白兔奶糖。這是他的習慣，外出時常帶點糖果，當勝利歸來或半途休息時，就拿出來“請客”。
6月11日7點30分，米蘭農場食堂提前開飯，考察隊三輛車離開柏油馬路，向東出發。當時彭加木單獨乘坐5座BJ-212，由王萬軒駕駛；8座BJ-212由陳大化駕駛，帶着汪文先、閆鴻建、沈冠冕、馬仁文、陳百錄和蕭萬能6人；嘎斯63卡車載着帳篷和供養，由包繼才駕駛。此時天已大亮，鑑於新疆的當地時間比內地晚2小時，北京時間7：30相當於新疆當地時間5:30.
彭加木是個比較樂觀的人，經常把困難估計得比較小。依照他的計劃，探險隊每天行進80-100公里。然而頭一天，探險隊就遭遇了大風天氣，而且是與汽車行進方向一致的順風。順水推舟是好事，可是在沙漠之中酷暑難當，汽車水箱又都在車頭，行車一二十分鐘水箱就會沸騰。如果是逆風，風吹車頭，還可以促進水箱散熱，但是遭遇這種“吹車屁股風”，水箱很快就會‘開鍋’。司機只好不斷停車，打開車蓋降溫。特別是此行有三輛車，一輛車水箱‘開鍋’，另外幾輛都得停下休息。彭加木把希望寄託在庫木庫都克的水井上。在維吾爾語裏，庫木庫都克的意思是‘沙井子’而且在前蘇聯地圖上這一區域也標註有4口水井，彭加木相信在那裏可以找到水的補給。就是不成，再向東到八一泉，也可以補充到水。畢竟從前蘇聯地圖上測算距離，到庫木庫都克只需要三天的時間。
第一天行進46公里，而第二天（6月12日），只有更糟沒有最糟，車隊只前進了40公里。夜裏11點開始又颳起大風，考察隊員們連覺也無法睡。有隊員開始泄氣，提議取消東進計劃，回米蘭去。凌晨2點，彭加木召開會議，但是狂風怒號，飛沙走石，隊員們即使大聲吼叫着發言，別人也無法聽清楚。
6月16日，依舊困難重重，一方面是後面兩輛車，中型越野車和卡車都跟不上了，一開始等半小時，後來一等就是一兩個小時，油和水都降到原來的四分之一，無一不是對探險隊信心和意志力的考驗。由於在東進的日子裏，探險隊着急趕路，每夜都是駐紮在新的地方，而且深夜大風肆虐就像在咒怨着這片荒原，讓大家每晚幾乎只能睡三四個小時。因而當他們到達庫木庫都克時，精神狀態和身體狀況都不算好，況且疏勒河故道中常有蒼蠅和叮人的小蟲子。下午2點左右，探險隊被迫停下不再前進，開始在疏勒河南岸的庫木庫都克紮營。
直到現狀到了如此地步，第二天出發時彭加木依然鼓動大家說：“現在還不是山窮水盡的時候。”
作爲司機的王萬軒相對更加的身心疲憊，嘴裏嘟囔着：“這樣下去，考察隊早晚被帶入絕境。”
“怎麼連你也怕死了？”彭加木訓斥道。
“怕死？怕死我就不來了！”王萬軒激動地說。
聽到這彭加木低着頭，沉默着，很難受的樣子。十幾分鍾後，彭加木向王萬軒道了歉，但還是悶悶的。
就在這時，一羣野駱駝出現了，十五六頭，“野駱駝！”有人喊了一聲。
此時的彭加木一下子從車座上蹦起來，激動得渾身發抖，大叫：“追、追！”
野駱駝目前只存在蒙古和我國西北部的沙漠和戈壁。可神奇的是其適應能力極強，耐飢、耐渴、耐熱、耐寒、耐風沙，甚至能以喝鹽水爲生。而且只要喝足一次水，野駱駝可以在一個星期內都不再喝水，因而被人稱作“沙漠之舟”。80年代初時，全球只剩下2000-3000頭野駱駝，所以彭加木看到野駱駝羣，自然是激動萬分。
於是隨着彭加木一聲令下，車隊與野駱駝進行了一場賽跑。很多駱駝都趁機跑散了。但還是有兩隻掉隊了，一隻是小駱駝，它跑得還不夠快，自然很快落伍，開車3公里後立刻被活捉。而母駱駝看到小駱駝離羣，不時回頭張望，結果也離開了駱駝羣。又追了3公里，陳百錄掏出槍朝母駱駝連放7槍，母駱駝應聲倒地。彭加木當即決定把小駱駝當做活標本，裝在車上好以後運回去，而把已死的母駱駝剝皮做成死標本。彭加木甚至還親自去剝皮，擠駱駝奶請隊員喝，聲稱這是“沙漠中最富有營養的飲料”。