В 1802 начались сборы первой русской кругосветной экспедиции, организатором которой был Крузенштерн. Экспедиция состояла из двух кораблей «Надежда» и «Нева» и отплыла из Кронштадта в 1803 году. Кругосветка продлилась три года и прошла через Атлантический, Тихий океаны, Камчатку, Сахалин. Интересно, что в плаваниях путешественника сопровождал четвероногий друг – спаниель.
По итогам путешествия мореплаватель составил «Атлас Южного моря» с подробными картами и рисунками. В перерывах между экспедициями Крузенштерн преподавал в морском кадетском корпусе, сначала инспектором, а затем стал и директором. На своем посту он провел ряд улучшений в заведении: обогатил библиотеку, учредил офицерский класс, расширил список предметов.
Иван Фёдорович Крузенштерн умер в 1846 году в Таллине.