В состав Тиманской экспедиции, кроме О. А. Баклунда, вошли геолог Н. И. Лебедев, топограф Д. Е. Сергеев и студент А. А. Попов. Русское географическое общество прикомандировало к экспедиции этнографа Ф. М. Истомина, а в 1890 г. в работах принял участие член Петербургского общества естествоиспытателей ботаник Н. П. Жиляков. Снаряжение экспедиции было закончено к нацалу мая, и 23 мая ее участники прибыли в Усть-Сысольск (Сыктывкар). Предполагалось, что в 1889 г. работами будет охвачена южная половина Тиманского кряжа, а в 1890 г.—северная. Первый год оказался более трудным, поскольку пришлось передвигаться на лодках по небольшим рекам с множеством порогов, водопадов, завалов, перетаскивать лодки волоком, груз нести на плечах, прорубая тропы в девственных лесах и утопая в заболоченных торфяниках.
25 мая экспедиция отправилась к устью Вишеры. По р. Вишере удалось подняться до болота Кычан в ее истоках и перебратьсй через водораздел к юго-западному берегу Синдорского озера. Далее Ф. Н. Чернышев со спутниками двинулись к устью р. Ропчи и по ней до водораздела, а затем спустились на лодках по Нювшере до Нювшерского погоста, где разделились на две группы. Д. Е. Сергеев продолжил топографические работы до с. Вишера, а Ф. Н. Чернышев с Н. И. Лебедевым отправились вверх по притоку Нювшеры Дымве к Вишерскому погосту, где встретились все участники экспедиции.
Дальнейшие работы были спланированы так, чтобы охватить огромную территорию малодоступной и малонаселенной области, использовав редкие населенные пункты и лодки местных жителей для частичной доставки грузов экспедиции. Из Вишерского погоста Н. И. Лебедев был отправлен на Вычегду, поднялся вверх по течению и через Чер-Вычегодский волок вышел на р. Ижму к Усть-Ухте. Остальные участники работ поднялись по Нювшере и предприняли ряд маршрутов по центральному Тиману. Академик О. А. Баклунд и студент А. А. Попов провели в этой наиболее интересной в геоморфологическом отношении области Тимана серию астрономических и геодезических наблюдений и определили несколько триангуляционных пунктов для создания надежной основы топографических съемок. Затем они переместились для работы на Вишере и в Усть-Сысольске.
Ф. Н. Чернышев и Д. Е. Сергеев отправились пешком на север к истокам Тобыша, впадающего в Ухту, я, наняв маленькие лодки у местных рыбаков, спустились до устья Ухты. На обратном пути на Ухте Ф. Н. Чернышев встретился с Н. И. Лебедевым и занялся с ним изучением нефтяных месторождений в этом районе. Д. Е. Сергеев между тем произвел инструментальную съемку большой площади в бассейне рек Ижмы, Вычегды и Мылвы и тем самым облегчил маршруты Ф. Н. Чернышева по этим рекам. Последний смог сосредоточиться на геологических исследованиях. Кроме того, Ф. Н. Чернышев сделал ряд маршрутов на лодке вверх по Ижме, к истокам Вычегды, а также по рекам Воли, Помозу и Мылве и в первой половине сентября прибыл в Усть-Нем. Н. И. Лебедев заснял крупные притоки Ухты и все ее верхнее течение.
Всего участниками экспедиции летом 1889 г. было пройдено свыше 5 тыс. верст, причем большая часть маршрутов была совершена самим Ф. Н. Чернышевым. Много времени и сил отняли топографические работы, в которых пришлось участвовать всем членам экспедиции. Результатом этих работ явилась заново составленная 3-верстная хорошего качества топографическая карта Тимана и прилегающих районов.
Обобщая результаты экспедиции 1889 г., Ф. Н. Чернышев прежде всего останавливается на геоморфологических (орографических) и тектонических особенностях Южного Тимана. Само название «Тиманский кряж» было введено А. А. Кейзерлингом, материалы экспедиции которого Ф. Н. Чернышев постоянно использовал в своих интерпретациях геологической истории и геоморфологических особенностей Русского Севера. Выдвигая это понятие, А. А. Кейзерлинг основывался на установленном им отчетливо выраженном нарушенном напластовании, прослеживающемся от верховьев Вычегды до берегов Ледовитого океана. Ф. Н. Чернышев своими полевыми исследованиями подтвердил это предположение А. А. Кейзерлинга и констатировал в Южном Тимане интенсивность горообразовательных процессов. Вместе с тем он установил, что в геоморфологическом отношении Тиман проявляется как горное сооружение лишь в северной его части, южное же его продолжение, где проходили работы экспедиции в 1889 г., имеет характер плоской возвышенности и должно быть отнесено, по его характеристике, к «типичным плато размыва». Это однообразная, холмистая местность, и лишь в самой центральной части Тимана, где развиты серицито-глинистые сланцы, можно зафиксировать превышения не более 350 м.
