Находясь на службе у купеческой компании, в 1747—1748 плавал на шитике из Нижнекамчатска к Командорским островам. К юго-востоку от Камчатки вел поиски мифической «Земли Гамы». В следующем году снова отправился к Командорским о-вам, перезимовал на о-ве Беринга, затем, захватив с собой пару голубых песцов, перешел на о-в Атту (один из соседних Алеутских о-вов). Песцы вскоре размножились и стали важным предметом промысла. Толстых разбогател и уже на собственном судне в 1756—1759 и 1760—1764 промышлял на Ближних островах.
В последнем плавании купец-исследователь открыл шесть островов из центральной группы Алеутской цепи, названных впоследствии в его честь Андреяновскими. На обратном пути к Камчатке судно Толстых потерпело крушение. Люди спаслись, но груз (вместе с описанием островов) погиб. Вернувшись в Нижнекамчатск, Толстых и двое его спутников — казаков по памяти восстановили текст рапорта. В нем приводилась характеристика рельефа шести открытых островов, приблизительная длина береговой черты, отмечалось наличие речек и горячих источников. За совершенное открытие Екатерина II в 1766 пожаловала всем троим звание дворян.
Толстых летом 1766 вновь искал «Землю Гамы» и плавал вдоль Курильских островов. На обратном пути во время шторма его бот разбился у мыса Шипунский. Толстых погиб вместе с большей частью команды: из 63 человек в живых осталось только трое.
© 2020 Арктика