Poprowadził „Investigatora” na północny wschód, odkrywając Cieśninę Księcia Walii między Wyspą Banksa i Wyspą Wiktorii, ale lód nie pozwolił mu wypłynąć do Cieśniny Melville’a, zmuszając do wycofania i spędzenia zimy w odkrytej cieśninie. Niemniej jednak od miejsca, do którego dotarł William Edward Parry w 1820 dzielił go tylko lód morski i jasne stało się, że Przejście Północno-Zachodnie istnieje. W następnym roku „Investigator” z trudem okrążył Wyspę Banksa, jednak do 23 września 1851 dotarł tylko do zatoki na jej północnym brzegu, nazwanej Bay of Mercy. Szeroka cieśnina, obecnie nazwana na cześć McClure’a, była skuta lodem. W lecie 1852 okręt nie zdołał opuścić zatoki; zapasy były na wykończeniu, a marynarze zaczynali chorować. W następnym roku McClure szykował się do opuszczenia „Investigatora” i wysłania ludzi na ryzykowne poszukiwanie pomocy na wschodzie i południu, jednak dzięki notatce McClure’a pozostawionej na Wyspie Melville’a, okręt w tym czasie odnalazł por. Bedford Pim z HMS „Resolute”. Załoga „Investigatora” została ewakuowana na drugi okręt, jednak okazało się, że on także nie jest w stanie płynąć dalej na wschód.