Невельской был одним из образованнейших офицеров в русском флоте того времени. Поступив шестнадцатилетнем юношей (он родился 25 ноября 1813 года) в морской корпус, Невельской был выпущен из него 21 декабря 1832 года во флот мичманом и с тех пор ежегодно плавал на разных кораблях, главным образом, в Балтийском и Северном морях, а также в Средиземном и Белом, куда он совершал переходы на кораблях из Кронштадта и в Кронштадт и, по отзывам своих товарищей и начальников, изучил в совершенстве морское дело.
15 июня 1846 года Г. И. Невельской был произведен в капитан-лейтенанты и начал сразу же добиваться назначения в воды Тихого океана. Нужно сказать, что еще во время пребывания в корпусе ему стали известны соображения Петра I о важном значении Амура и его устья для России. Невельской заинтересовался амурской проблемой, изучил всю относившуюся сюда литературу и пришел к выводу, что такая большая река, как Амур, не может бесследно теряться среди песков, как бы велики те ни были, что из Амура должен существовать выход в море, доступный и для судов с большой осадкой. С другой стороны, и, соображения посетивших Татарский пролив и Амурский лиман Лаперуза, Браутона, Крузенштерна и Гаврилова о существовании перешейка между материком и Сахалином казались ему неубедительными, поскольку никто из них не пересекал ни с севера на юг, ни с востока на запад. В общем всё было противоречиво, двусмысленно, недоговорено. Нужны были новые, вполне достоверные факты, а такими Невельской не располагал. Добывать их надо было самостоятельно. Для осуществления своей мечты он и стал проситься на Дальний Восток.
Старания его увенчались успехом, и Невельскому было поручено командование транспортом «Байкал», на котором в Петропавловск Камчатский следовало доставить ряд грузов военного назначения.
С готовыми идеями и планом изучения устьев Амура Невельской, получив назначение, обратился к тогдашнему начальнику Главного морского штаба князю А. С. Меньшикову и просил разрешения по прибытии на Камчатку отправиться на «Байкале» в Амурский лиман для описных работ.