Рәсәй империяһы провинцияларын тәбиғәтте өйрәнеү һәм этнографик яҡтан тикшереүсе төрлө фәнни экспедицияларҙа ҡатнаша. 1768—1772 йылдарҙа Академик экспедициялар составында йә бер үҙе отряд башында, йә П.xa0С.xa0Паллас етәкселегендәге отряд менән бергә Урал, Волга буйы, Көнбайыш Себер буйлап сәйәхәт итә. Башҡорт йәйләүҙәренең ҡоролошон, ит (бишбармаҡ, һалма), һөт (айран, ҡымыҙ, май) аҙыҡтары әҙерләү) әҙерләү, уларҙы һаҡлау ысулдарын, башҡорт ҡатын-ҡыҙы кейеме үҙенсәлектәрен, башҡорттарҙың йола һәм ғөрөф-ғәҙәттәрен, байрамдарын (һабантуй), халыҡ уйындарын, игенселек һәм малсылыҡ үҫешен һүрәтләй; тау заводтары, файҙалы ҡаҙылма ятҡылыҡтары һәм рудниктар тураһында мәғлүмәт йыя. Стәрлетамаҡтан алыҫ түгел ятҡан Көҫәпҡол ауылы янында экспедицияға башҡорттар нефть шишмәһен күрһәтә. Был сәйәхәттәр барышында Лепёхин тарафынан яҙылған яҙмалар «Рәсәй дәүләтенең төрлө провинциялары буйлап <…> сәйәхәттең көндөҙгө яҙмалары» («Дневные записки путешествия <…> по разным провинциям Российского государства», 1771—1805, 4 киҫәктә; үлгәндән һуң нәшер ителгән 4-се киҫәк Николай Яковлевич Озерецковский тарафынан яҙылып бөтә һәм баҫылып сыға) йыйынтығының нигеҙе була.