Родерик Мурчисон как непревзойденный мастер полевой геологии в 1840 г. был приглашен в Россию для изучения естественных богатств страны. В экспедиции его сопровождали русские ученые, в том числе А.А. Кейзерлинг, часто получавший самостоятельные задания. Мурчисон обследовал участок южного берега Белого моря, Пинегу и по Двине и Сухоне поднялся к ее верховьям, выполнив также боковой маршрут по р. Югу почти до его истоков. Он описал «низменные водоразделы, из которых ни один не представляет определенного характера горной цепи», — западную часть Северных Увалов. С верховьев Сухоны Мурчисон проследовал к Волге, а затем подробно ознакомился с геологией Валдайской возвышенности.

Летом 1841 г. Мурчисон и Кейзерлинг описали северную часть Среднерусской возвышенности по Оке, между устьями Угры и Москвы, и прошли по Волге от 40 до 49° в.д. Поднимаясь по Каме и Вятке, они исследовали восточную часть Русской равнины и выделили геологическую систему, названную Мурчисоном пермской. Перебравшись на Урал, Мурчисон семь раз пересек горы и обследовал оба склона в полосе 60–51° с.ш. На западе он изучил Бугульминско-Белебеевскую возвышенность и по р. Сок достиг Жигулей. Затем по правобережью Волги он спустился до Ахтубы, перешел на Дон и добрался до его устья, исследовал Донецкий кряж и берега Северского Донца до 50° с.ш. Оттуда Мурчисон двинулся на север и пересек всю Среднерусскую возвышенность.

Этот маршрут позволил Мурчисону обнаружить интересные орографические особенности юга России, вынудившие геологов отвергнуть наличие Урало-Карпатской гряды.

В Англии Мурчисон в 1845 г. опубликовал работу «Геологическое строение Европейской России и хребта Уральского», получившую мировую известность. В этом труде, использовав, помимо личных наблюдений, работы русских геологов, он дал четкую общую характеристику Восточно-Европейской равнины как «волнообразно изогнутой страны». Ему удалось выделить две главные структурные единицы Русской платформы — Московскую синеклизу и Донецкий прогиб, а также разделяющее их значительное поднятие — Воронежскую антеклизу.

Исследования XX в. подтвердили выводы Мурчисона. К работе была приложена геологическая карта, на которой отчетливо выступали основные особенности строения Русской платформы; последующие карты этого региона вплоть до 40-х гг. XX в. не внесли существенно нового в представления о структуре Восточно-Европейской равнины. Между прочим, на ней, по данным А. Кейзерлинга, впервые показаны Тиманский кряж и обширная Печорская низменность.

Летом 1840 г. Г.П. Гельмерсен изучал геологическое строение верховьев Волги от озера Селигер до 58° с.ш., где выполнил первые барометрические измерения и окончательно установил, что эта местность представляет плоскую возвышенность, поднимающуюся не более чем на 325 м (по последним данным, до 343 м на востоке). Г. Гельмерсен назвал ее Валдайской, т. е. перенес на нее старое название несуществующих «Валдайских гор». Многочисленные барометрические замеры, подкрепленные в 1850 г. геологическими наблюдениями в верховьях Волги, Западной Двины, Днепра, Дона и ряда их притоков, позволили ему прийти к выводу, что исследованная территория также является возвышенностью, имеющей высоту 240–275 м (по последним данным,293 м). Она служит водоразделом лишь небольших рек, а Днепр, Ока и Дон прорезают ее по всей широте. Иными словами, Гельмерсен выявил (правда, в самых общих чертах) центральную восточноевропейскую возвышенность, которую А. Тилло позднее назвал Среднерусской.