У 1853 годзе Максімавіч разам з Леапольдам фон Шрэнкам распачаў па даручэнні Саду падарожжа вакол свету на фрэгаце «Дыяна» пад камандаваннем адмірала Яўхіма Пуцяціна. Першы год быў выкарыстаны ў Атлантычным і Ціхім акіяне з прыпынкамі ў Рыа-дэ-Жанейра, Вальпараіса і Ганалулу; у 1854 годзе падарожнік увайшоў у бухту Дэ-Кастры і па нагоды Усходняй вайны застаўся на мацерыку, у Прыамур'е, да 1857 года. З вялікімі цяжкасцямі і з малымі сродкамі ён даследаваў расліннасць гэтага тады яшчэ амаль зусім невядомага краю і сабраў багатую калекцыю, якую ён апрацаваў па вяртанні ў Пецярбург, і выдаў сваё важнае сачыненне, «Primitiae florae amurensis»(лац.)  (Memoires de l’ouest Academie Imperiale de St.-Petersbourg, 1859), якое цалкам азнаёміла вучоны свет са своеасаблівай расліннасцю шырокага Прыамурскага і Усурыйскага краю (ўвёў у батанічную навуку 915 новых відаў кветкавых і споравых раслін). За гэтую працу Максімавіч быў удастоены Дземідаўскай прэміі.