Для исследования юго-западной полосы Европейской России летом 1781 г. был послан В.Ф. Зуев, теперь уже адъюнкт. Из Москвы он ехал в Харьков два месяца, причем пересек всю Среднерусскую возвышенность примерно по 36-му меридиану и дал довольно точную ее характеристику: «Холмистые места… ничего с настоящими горами общего не имеют, а только составляют ровные высокие поля, разделенные глубокими долинами, которые… делают спуски и подъемы несколько трудными [особенно у Орла]… Возвышенное место продолжается беспрерывно… до самого Харькова». А далее на юго-запад — к Днепру, куда повернул Зуев, пошли «места степные». Из Кременчуга осенью Зуев прошел вдоль правого берега Днепра вниз до Никополя, причем обследовал Днепровские пороги. За Никополем «открытая степь… чем дальше к западу, тем становится выше», — Приднепровская возвышенность. В районе Кривого Рога, который стоит у впадения р. Саксагани в Ингулец, Зуев первый обратил внимание на обнажения железистых кварцитов («железистого шифера») по берегам обеих рек и, следовательно, был первооткрывателем Криворожского железорудного бассейна.

Летом 1782 г. Зуев, следуя из Херсона до устья Ингула, поднялся к его верховью и вернулся в Кременчуг. При этом он вновь, но значительно западнее пересек Приднепровскую возвышенность и верно наметил ее простирание: «…кряж… идущий под землею от [Южного] Буга… прямо через Ингул и Ингулец к Днепровским порогам… по всем рекам и балкам оказывается [выступает]… также порогами или каменными в берегах утесами… Впрочем, поверхность [«кряжа»]… представляет чистую, везде открытую, сухую и ровную степь».

Закончив осмотр правобережья нижнего Днепра в его излучине, Зуев вернулся в Петербург. Помимо чисто географических достижений он сделал ценные гидрогеологические наблюдения, обнаружив увеличение жесткости поверхностных и неглубоких подземных вод по мере продвижения на юг от Москвы; такая закономерность была установлена впервые. Он также указал, что на юге широко распространены соленые воды.