6月19日，“阿美士德” 号航行到了长江口，由于找不到任何渔民引航，并且“当时黄浦江久未疏浚，并非现代意义上的商业河流”，所以外国船只第一次进黄浦江的航行完全是在摸索中前进的。第二天清晨，水面雾气蒙蒙。林德赛举起望远镜辨别方向，在航行的前方，他看到一片广袤的海岸。林德赛急忙叫礼士过来，取出地图查看，他们的眼光聚焦在北纬31度14分，东经121度29分的坐标点上。
船渐行渐近，靠近海岸边的淤泥荒滩时，一阵阵飞鸟被惊起滑过芦苇梢。这片出现在林德赛望远镜中的荒滩，就是日后东方世界的一个经济中心——上海。彼时的上海，还只是一个松江府治下的普通小县城，城内生活着近30万人。
进入到吴淞口附近，林德赛和郭士立换乘小艇，犹如一条幽灵，沿着黄浦江水域上游行驶，最后从上海县城东门外的天后宫靠了岸，进入县城时已是黄昏。接着他们继续强行闯入上海“政府机关”，向上海知县和上海道台递交了事先准备好的所谓“紧急公文”，要求与上海“通商贸易”。
如此涉外大事，两个“九品芝麻官”岂敢做主？此前，他们已经接到了浙江官员的告急咨文，声称此船可疑。因此，他们拒绝了英方要求，并勒令其“即速开船，遵照旧例回粤贸易”。郭士立提笔回信辩驳，在重申“贸易”要求之外，还对中国官方用“夷”字称呼英国提出抗议。上海道吴其泰回函解释，南蛮北狄东夷西戎，“夷”之一称“自古至今，皆照此称呼”。郭士立再次回函辩驳，称此是“凌辱本国体面，触犯民人，激怒结仇”。吴其泰只好让步，复信中改称“英国商人”，随后双方又为会见礼节相持不下，吴其泰坚持在中国官员面前“外人”无座，郭士立坚持英国人应享平等待遇。最后妥协的结果是，双方都站着谈话。但不管如何妥协，上海官方对通商事项则是一步也不让。
其实，郭士立等人来来回回和上海道台玩文字游戏，诸多纠缠理由都是为间谍活动拖延时间。在此期间，“阿美士德”号趁机驶进了吴淞口，对黄浦江水道和吴淞炮台等处进行了观察和测绘。他们还躲在吴淞口附近的芦苇丛中计算着黄浦江中往来的船只，“一周之内就有400只船进入上海县城”，其中包括台湾、广东等地，以及越南、泰国和琉球的船只。这是最值得通商的证据。
当时上海流行的是“沙船”，所谓“沙船”并非运沙石的船只，而是一种特殊的在上海及周边地区行驶的船只，船头为方形，吃水浅，速度不快，却是当时上海最流行的船只——作为南北贸易的中转站，当时上海拥有4000艘大小不等的沙船。
“阿美士德”号的到来，也在上海引起了轰动，当时上海县和宝山县居民对“大西洋”货很是喜欢，以往钟表、洋布只能从广州转运进上海，且数量很少，此次“阿美士德”号运来了大量洋货，以及船上金发碧眼的老外，极大地满足了众多围观市民的好奇心。当地政府无奈，只好“睁一只眼闭一只眼”默许民夷交往，希望他们满意后赶紧离开。
上海官府被麻痹了，他们对林德赛一行刺探军事、海港等情报的活动毫无防备。6月24日，林德赛等人甚至还在江南提督陪同下参观了吴淞口驻军的一场检阅。他们发现清军的武器管理混乱，大部分军人只有一把刀与一面藤牌。“刀是最坏的一种，实际上不过是一片铁片；大炮也是很脏的，而且上面几乎全生锈了。”郭士立在笔记中如是评价，“炮台是一座极为巨大的结构……可是最蹩脚的军队也能攻破它。兵营的兵器制造工艺十分粗糙，弹药火药质量低劣不说，炮的保养和使用也都极坏，我确信有些炮对炮手们要比对他们所瞄准的敌方更加危及性命。”
7月1日，郭士立又带人游历了崇明岛，对见闻作下记录，同时散发传教小册子和通商揭贴。在两个星期中，他们费力劳神地在上海县城、宝山、崇明等地，活动于市井小巷之间，观察百姓生活、习俗，了解市场商贸和各种货物行情。
通过这次侦察，林德赛对上海产生了比此前所有西方人都更为透彻的认识，他意识到，南北商船在长江口交汇，上海具有中国贸易中转站的地位，其地位足以使它可以垄断国内贸易。林德赛不止一次对随行人员感叹：“简直不可思议，像上海这样重要的地方，以前怎么就没被注意呢？”
7月4日，上海官方再次敦促林德赛等人离开，次日，“阿美士德”号驶离吴淞口。可笑的是，中国当局派出了几艘战船在6英里之外尾随着，还像模像样地鸣炮逐夷，恍如送别的礼炮。
此后，“阿美士德”号继续北上至山东，他们在威海卫停了一天就折往最后两站：朝鲜与琉球。他们还是冠冕堂皇地提出贸易要求，朝鲜回复说：“朝鲜国服事大清国，只遵大清国的旨。”琉球方面回复说：“敝国蕞尔蜃疆，土瘠地薄，产物无几。”总之，作为清朝老大的附属国，它们秉承了大哥的德性，就不开门贸易。
对此，林德赛们都一笑了之回航了，他们已经顺利完成了此行的目的。
9月4日，“阿美士德”号回到澳门。
长达6个多月的航行侦察，这次行动可谓收获颇丰，这伙人不但完成了厦门、福州、宁波、上海等地的港口、海湾、河道的探测工作，而且对清朝政治的腐败，军备的废弛和落后，以及各地的经济状况，都有了十分深刻的认识。这是鸦片战争前，英国对中国沿海最详细的一次战略侦察，无疑也是一次最成功的间谍活动。
拜这次航行所赐，郭士立成为海上进入上海和山东的第一个西方传教士。这次任务使郭士立摸清了海防重地驻防清军的武器装备情况，他惊喜地发现，清政府防务松懈，军队管理、军事技术都很落后，就连福州、上海这样的重要港口城市也是如此；清军中装备最好的广东水师的战舰仍旧都是旧式木帆船，最大的全长30多米，载炮30门，而且全部是旧式土炮。
看穿清政府的海上防务“底裤”的郭士立得出这样的结论：“不恐吓那个衰弱和可鄙的政府，而采取商议的办法通商，将会得不到任何结果。”他洞若观火地说：“由大小不同的一千艘船组成的整个中国舰队，都抵御不了一艘英国战舰。”1835年，东印度公司就曾写信给英国外交大臣帕麦斯顿，建议政府：“只需74尊炮的1艘主力舰以及2艘大巡洋舰、6艘三等军舰、武装轮船若干艘，再配上2940名陆战官兵，就会在很短的时间内将中国沿海海军的威信一扫而光，并把数千只土著商船置于我们的掌握之下。”
“阿美士德”号离开上海十年后，在英军的炮火中，不平等的《南京条约》打开了上海滩的大门。英国之所以敢于从那么远的距离跑到中国打仗，正是摸到了中国海上力量薄弱的“命穴”。鸦片战争时英军进攻和登陆的地点，都是此次航行所经历的地方，战后《南京条约》中所规定增辟的厦门、福州、宁波、上海等四个口岸，又是郭士立他们当时着重调查的港口。这些事实足以说明“阿美士德”号北航的真正意义，及所引起的严重后果。
对于印象深刻的上海，郭士立在他的《中国沿海三次航行日志》中，根据进出港400艘帆船推断，“上海是中国最大的商业中心”，“尤其是中国中部诸省的大门”，“这一地区在对外贸易方面所拥有的特殊优越性，过去竟然未曾引起相当的注意，是十分令人奇怪的”。林德赛也在撰写给英国方面的《“阿美士德”号货船来华航行报告》中，指出上海的地理位置的重要性，称：“上海事实上已成为长江的入海口和东亚主要的商业中心，它的国内贸易远在广州之上。”
这种预见相当有前瞻性，相对于还是不毛之地的上海滩，当时的广州才是清朝的外交、外贸中心。即使到上海开埠后的第二年，广州海关的关税收入为225万两白银，上海仅17万两白银，还不及广州的十分之一。但后来的事实证明，郭士立和林德赛是颇具慧眼的：第二次鸦片战争爆发的时候，即1856年，广州海关的关税收入降为108万两白银，而上海则上升到182万两白银，一举超过广州，成为当时中国的外贸活动中心。
自此，黄浦江中汽笛声不断，跑马路旁灯火长明。四
