Главная задача организованной в 1928 г. топогеодезической экспедиции под руководством географа и гидролога Ивана Федоровича Молодых состояла в изыскании наиболее удобного водного пути для снабжения населения северо-востока страны продовольствием и промышленными товарами. В середине июня от Тауйской губы Охотского моря он прошел к северу, на верхнее течение р. Колымы и за два с половиной месяца заснял реку до устья.

Отряд С. Обручева, входивший в состав экспедиции, весной 1929 г., выйдя из Оймякона, перевалил хребет Тас-Кыстабыт и достиг р. Аян-Юрях (левая составляющая Колымы). Отсюда он начал сплав на лодке до места ее слияния с Кулу (правая составляющая Колымы). Преодолев Большие Колымские пороги, С. Обручев спустился до устья Омолона, проследив, таким образом, почти все течение Колымы (кроме ее низовьев). 20 сентября из-за наступления холодов он отправился обратно и прибыл в Среднеколымск, где остановился на зимовку. В феврале 1930 г. по зимнему пути С. Обручев прошел вверх но Колыме до устья Коркодона и двинулся по его долине на восток. В конце марта в верховьях Коркодона он открыл невысокие горы, назвав их Коигинскими, перевалил их (у 63º40' с. ш. и 158º45' в. д.) и добрался до верховьев Омолона, закончив, таким образом, пересечение обширного плоскогорья, названного им Юкагирским. После ледостава, 9 июня С. Обручев начал сплав по Омолону, проследил все его течение до устья и 12 июня 1930 г. вышел на Колыму, завершив тем самым обследование Юкагирского плоскогорья. Затем он спустился по Колыме до моря.

В результате съемок экспедиции установлена полная непригодность прежних карт бассейна Колымы. И. Молодых «передвинул» все ее течение на 200 км к востоку и почти на такое же расстояние к югу. Он выяснил, что от верховьев до впадения р. Коркодон Колыма описывает большую дугу, благодаря чему длина ее значительно больше, чем считалось ранее: по съемке экспедиции — около 2400 км, по последним данным — 2129 км. И. Молодых существенно уточнил положение и конфигурацию ряда ее правых притоков, в том числе р. Коркодон (476 км), а между pp. Омолон и Олой открыл хребет (Уш-Урэкчэн, длина 210 км).

По материалам экспедиций 1926 и 1929–1930 гг. С. Обручев установил в общих чертах рельеф огромного Колымско-Индигирского края, определил и проследил направление его главнейших речных артерий. Он описал страну в книге «Колымско-Индигирский край. Географический и геологический очерк» (1931), а свое путешествие — в книге «В неведомых горах Якутии…».