ペリーは艦隊の一部を那覇に駐屯させ、自らは6月9日に出航、6月14日から6月18日にかけて、まだ領有のはっきりしない小笠原諸島を探検した。このとき、ペリーは小笠原の領有を宣言したが、即座に英国から抗議を受け、ロシア船も抗議の為に小笠原近海へ南下したため、宣言はうやむやになった。後に日本は林子平著『三国通覧図説』の記述を根拠として領有を主張し、八丈島住民などを積極的に移住させることで、列強から領有権を承認されることになる。
6月23日に一度琉球へ帰還し、再び艦隊の一部を残したまま、7月2日に3隻を率いて日本へ出航した。
嘉永5年6月5日（1852年）、オランダ商館長のヤン・ドンケル・クルティウスは長崎奉行に「別段風説書」を提出。その内容は以下の通り。
アメリカ合衆国が日本との通商を求めペリー提督の艦8隻が出航、次の年の3月に江戸へ来る
拒否は戦争となる
長崎でアメリカと貿易すべき
通商条約の内容
アメリカ合衆国の開国意向文書概要報告
阿部正弘は同年10月に海岸防禦御用掛（海防掛）に意見を聞き11月に海防掛はこれは疑わしく長崎奉行に聞くべきと答えた。長崎奉行はオランダ人は信用できないとした[1]。そのため幕府の対応は三浦半島の防備を強化する為に彦根藩の兵を増やした程度であった。アメリカ海軍の東インド艦隊はかつて来航したことがあったが、そのときはイギリス海軍やロシア海軍艦艇のように帰ったため、今回も同じだろうと考えていた。しかし、島津斉彬がアメリカ海軍東インド艦隊の琉球来訪以降の動静を老中阿部正弘に報告し、両者は危機感を持ったが幕府内では少数派であった。
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嘉永6年（1853年）クルティウスの「別段風説書」にあった3月は何事もなく過ぎた。しかし、6月3日（7月8日）に浦賀沖に現れ日本人が初めて見た艦は、それまで訪れていたロシア海軍やイギリス海軍の帆船とは違うものであった。黒塗りの船体の外輪船は、帆以外に外輪と蒸気機関でも航行し、帆船を1艦ずつ曳航しながら煙突からはもうもうと煙を上げていた。その様子から、日本人は「黒船」と呼んだ。
浦賀沖に投錨した艦隊は旗艦「サスケハナ」（蒸気外輪フリゲート）、「ミシシッピー」（USS Mississippi 同）、「サラトガ」（USS Saratoga 帆船）、「プリマス」（USS Plymouth 同）の巡洋艦四隻からなっていた。大砲は計100門あり、臨戦態勢をとりながら、勝手に江戸湾の測量などを行い始めた。さらに、アメリカ独立記念日の祝砲や、号令や合図を目的として、湾内で数十発の空砲を発射した。無論、日本を脅す為に意図的に行ったものであり、最初の砲撃によって江戸は大混乱となったが、やがて空砲だとわかると、町民は砲撃音が響くたびに、花火の感覚で喜んでいたようだ。
浦賀は見物人でいっぱいになり、勝手に小船で近くまで繰り出し、上船して接触を試みるものもあったが、幕府から武士や町人に対して、十分に警戒するようにとのお触れが出ると、実弾砲撃の噂と共に、次第に不安が広がるようになった。このときの様子は「太平の眠りをさます上喜撰 たった四はいで夜も寝られず」（蒸気船と茶の上喜撰、4隻を4杯、茶で眠れなくなる様子を、黒船の騒ぎとかけた皮肉）という狂歌に詠まれている（ただし、同時代史料においては類似した句が見られるのみで、主に明治11年（1878年）の『武江年表』や大正3年（1914年）『江戸時代落書類聚』など、明治以降に出典が見られることから、後世に喧伝された歌である可能性も指摘されている。また、上記のとおり、黒船4隻中、蒸気船は2艦のみである）。