В письменных источниках сохранилось упоминание об одном морском походе, относящемся к 80-м годам XVII века, из Енисея вокруг Таймыра с целью достижения устья реки Лены. Голландец Н. Витсен со слов Тобольского воеводы Головина сообщает, что в 1686 году посадский человек из Туруханска Иван Толстоухов на трёх кочах отправился в морскую экспедицию, но пропал без вести
Во время Великой Северной экспедиции в 1736 году Василием Прончищевым было исследовано восточное побережье полуострова от Хатангского залива до залива Фаддея.
В 1739—1741 годах первое географическое исследование и описание Таймыра было сделано Харитоном Лаптевым. Он же составил и первую достаточно точную карту полуострова.
В 1741 году Челюскин продолжил исследование восточного побережья и в 1742 году открыл крайнюю северную точку Таймыра — мыс, получивший впоследствии его имя — мыс Челюскина.
Таймырский полуостров также был глубоко исследован и научно описан российским исследователем А. Ф. Миддендорфом. Большой вклад в геологическое и топографическое исследование Таймыра внёс Н. Н. Урванцев.
В тридцатых годах XX века свой вклад в исследование северной части полуострова внёс соратник Папанина, чувашский полярник и геодезист Константин Петров. Находясь на Таймыре, он открыл и нанёс на карту несколько новых рек и полуостровов, дав им названия на родном языке