Engelskmennene kom aldri lengre enn til Novaja Semlja, mens nederlandske ekspedisjoner mot slutten av 1500-tallet nådde inn i Karahavet før de ble stoppet av isen. Willem Barentsz var med på en slik ekspedisjon i 1594. Nederlenderne mente at de hadde funnet Nordostpassasjen og sendte i 1595 ut en ny ekspedisjon hvor Barentsz var med. Denne ekspedisjonen besto av flere skip og var tungt lastet med varer for handel med Kina. Turen var mislykket.

Hollandske handelsmenn ga ikke opp og utrustet en ny ekspedisjon i 1596 hvor Barentsz var med som los. Det var denne ekspedisjonen som nådde Svalbard i juni samme år.
Etter å ha vært i land på Svalbard, seilte ekspedisjonen videre til skipet gikk fast i isen øst for Novaja Zemlja og sank. De ble tvunget til å overvintre, og året etter dro de videre mot sør i to åpne båter. Willem Barentsz døde på denne ferden, mens resten av ekspedisjonen etter mange strabaser klarte å ta seg over til Kola, der de møtte et nederlandsk fartøy som tok dem tilbake til Nederland.

Willem Barentsz drev hele tiden geografiske målinger under ferden, og i 1599 ble det trykt et kart over polområdene som bar hans navn.

To av deltakerne på de tre ekspedisjonene har skrevet sine beretninger. Jan Huyghens van Linschoten var med på de to første reisene, mens Gerrit de Veer var med på de to siste. Hans bok har form av en dagbok. I begge bøkene finnes et rikt billedmateriale. van Linschoten har også kart og topografiske plansjer som for eksempel gir de første kjente avbildninger av Nordkapp og Vardø.