v 1640 Dimitry Zyryan (také volal Yarilo nebo Yerilo) šel přes zemi do Indigirka. V roce 1641 se plavil po Indigirce, šel na východ a nahoru po Alazeji. Zde slyšeli o Kolymě a poprvé se setkali s Chukchisem. V roce 1643 se vrátil do Indigirky, poslal svůj yasak (Hold) do Jakutska a vrátil se do Alazey. V roce 1645 se vrátil do Leny, kde se setkal se stranou a dozvěděl se, že byl jmenován prikazchikem (pozemkovým správcem) Kolymy. Vrátil se na východ a zemřel počátkem roku 1646. V zimě 1641-42 Michail Stadukhin, doprovázený Semyonem Dezhnyovem, šel po souši do horní Indigirky. Strávil tam příští zimu, postavil lodě a plavil se po Indigirce a na východ do Alazeya, kde se setkal s Zyryanem. Zyryan a Dezhnyov zůstali u Alazeya, zatímco Stadukhin šel na východ a dosáhl Kolymy v létě 1644. Postavili zimovye (zimní kabinu), pravděpodobně u Srednekolymsku, a vrátili se do Jakutska koncem roku 1645.
v letech 1892-94 provedl Baron Eduard Von Toll geologické průzkumy v povodí Kolymy (mimo jiné Dálněvýchodní sibiřské řeky) jménem Ruské akademie věd (Barr, 1980). Během jednoho roku a dvou dnů expedice urazila 25 000 kilometrů (16 000 mi), z toho 4 200 kilometrů (2 600 mi) bylo po řekách a provádělo geodetické průzkumy na cestě.
Kolyma je známá svými pracovními tábory Gulag a těžbou zlata, které byly rozsáhle zdokumentovány od otevření sovětských archivů Josefa Stalina. Řeka dává svůj název slavné antologii o životě v táborech Gulagu Varlama Shalamova, Kolyma Tales.
po uzavření táborů se státní dotace, místní průmysl a komunikace zmenšily téměř na nic. Mnoho lidí se stěhovalo, ale ti, kteří v této oblasti zůstávají, se živí rybolovem a lovem. V malých rybářských osadách jsou ryby někdy uloženy v jeskyních vytesaných z permafrostu. Poslední Američané, kteří navštívili Kolymu během sovětské éry, před perestrojkou, byla posádka plachetního škuneru Nanuk v srpnu 1929, jehož návštěva byla zachycena ve filmu pořízeném 18letou dcerou majitele Nanuk Marion Swenson. První dva Američané, kteří navštívili Kolymu po nanukově návštěvě, byli spisovatel Wallace Kaufman a novinářka Rebecca Clay, kteří cestovali Cutterem ze Ziryanky do Green Cape v srpnu 1991.V únoru 2012 Sborník Národní akademie věd uvedl, že vědci pěstovali rostliny z 30 000 let starého ovoce Silene stenophylla, které bylo uloženo ve Veverkových nory poblíž břehů řeky Kolyma a uchováno v permafrostu.
