В 1938–1939 годах Байкальской экспедицией БАМ-проекта под руководством Н. Д. Михеева на участке Усть-Кут — Нижнеангарск произведены предварительные изыскания. Особое внимание было сосредоточено на Байкальском хребте. Сделано большое количество различных вариантов трассы, начиная от туннельного до вариантов с уклонами кратной тяги. Однако окончательное решение не было принято. С началом постройки линии Тайшет — Лена в 1946 году от Усть-Кута до Байкала были развернуты окончательные изыскания. Начальником Байкальской экспедиции вновь стал Н. Д. Михеев, главным инженером В. М. Брызгалин, главным геологом К. С. Поляков.
В середине 1947 года Михеев получил новое назначение, и его заменил А. А. Побожий, главным геологом стал В. П. Павлов.
Участок изысканий был продлен до Верхнеангарска, так как постройка туннеля в связи с ограниченностью ресурсов после войны оказалась нереальной. В соответствии с облегченными техническими условиями на перевальном участке был протрассирован еще ряд вариантов и принят долговременный обход открытой трассой. В 1949 году был закончен технический проект этого участка.
В 1940 году на базе проведенных рекогносцировочных изысканий и аэрофотосъемочных работ, в результате которых на всем протяжении от Усть-Кута до Тынды были получены крупномасштабные карты на широкую зону, охватывающую все возможные варианты, исследованы на большом протяжении перевалы пересекаемых хребтов и сделан выбор направления трассы. Предварительные изыскания проводились четырьмя экспедициями: Байкальской, Ирканской, Витимской и Олекминской.
За этими сухими итоговыми сведениями кроется огромный напряженный труд изыскателей. Между Нижнеангарском и Тындой была обследована территория в 200 тысяч квадратных километров, выявлены три принципиальных направления. Эти направления, образовали сложную сеть возможных вариантов, число которых достигало 16. Все они были обсчитаны, сравнены и изучены.
В результате наиболее выгодным оказалось Северное, проходящее через Ангароканский перевал Северо-Муйского хребта: переход Витима южнее поселка Неляты, пересечение хребта Кадар в верховьях Сюльбана, через Чарскую котловину, пересечение Удоканского хребта, а далее Олекма, Нюкжа — и к Тынде.
Общее протяжение обследованных вариантов в довоенное время от Усть-Кута до Тынды только по Прибайкальскому направлению равно 12 тысячам километров, изысканиями была охвачена огромная территория площадью более четверти миллиона квадратных километров.
Бодайбинское направление не обследовалось потому, что выяснилась его неконкурентность с другими вариантами. Но для экономического обоснования такого заключения была составлена крупномасштабная карта, обследовано 24 участка протяжением 270 километров и определены отметки перевальных седел.
Об условиях работы в то время вспоминает один из старейших изыскателей, А. И. Осипов. Рассказ его относится к 1936 году:
«К месту начала работ в Нижнеангарск можно было попасть только в навигацию пароходом по Байкалу. А открывается она в начале июня. Единственным пассажирским судном в те времена был ледокол «Ангара». В Иркутске мы купили катер для экспедиционных работ, а лошади были доставлены с участка Ургал-Известковый, где они на изысканиях прошли «школу» ходьбы с вьюком по горно-таежной местности. Не сразу и не всякая лошадь способна работать в таких условиях, находить себе корм, балансировать с огромной ношей на узких звериных тропах по крутым косогорам в тайге, подниматься на горы при полном бездорожье, проходить по марям и преодолевать броды бурных, горных рек.
Опыт подсказал, что лошади «монголки» наиболее приспособлены к таким условиям. Вот поэтому объезженные на одних изысканиях кони «перекочевывают» на другие. Ну а где лошадь не пройдет, там выручает олень…
Вышли мы на «Ангаре» 8 июня и очень возмущались, что так поздно. Но когда на вторые сутки плавания оказались в ледовых разводьях, то сами убедились в трудностях плавания по Байкалу и в том, что наши претензии к бывалому моряку, капитану «Ангары» Русанову совершенно напрасны. Мы ему сразу же поверили, когда он предостерег нас, что последний рейс из Нижнеангарска «Ангара» сделает не позднее 22–25 октября…