El 11 de enero de 1854 (31 de diciembre de 1853, calendario antiguo), el zar Nicolás I autorizó que Muraviov emprendiera negociaciones con los chinos sobre el establecimiento de una frontera a lo largo del río Amur y el transporte de tropas al estuario de Amur. Desde 1854 hasta 1858, Muraviov ayudó a Gennady Nevelskoy a lograr estos objetivos. La primera expedición tuvo lugar en mayo de 1854. Una flota de 77 barcazas y balsas, dirigida por el barco a vapor "Argun", zarpó al estuario de Amur. Debido a la Guerra de Crimea, una porción de la flota fue enviada a la Bahía de Avacha en Kamchatka, donde se establecieron una serie de baterías artilleras para defender la península. Las baterías desempeñaron un importante papel en la defensa de la ciudad de Petropávlovsk (véase también Sitio de Petropavlovsk), cuando las fuerzas francesas e inglesas la atacaron.