i 1640 Dimitry Syryan (også kaldet Yarilo eller Yerilo) gik over land til Indigirka. I 1641 sejlede han ned ad Indigirka, gik øst og op ad Alaseya. Her hørte de om Kolyma og mødte Chukchis for første gang. I 1643 vendte han tilbage til Indigirka, sendte sin yasak (hyldest) til Yakutsk og gik tilbage til Alaseya. I 1645 vendte han tilbage til Lena, hvor han mødte en fest og lærte at han var blevet udnævnt til Kolyma. Han vendte tilbage øst og døde i begyndelsen af 1646. Om vinteren 1641-42 gik Mikhail Stadukhin, ledsaget af Semyon Desjnyov, over land til upper Indigirka. Han tilbragte den næste vinter der, byggede både og sejlede ned Indigirka og øst til Alaseya, hvor han mødte Syryan. Jyryan og Jnyov opholdt sig i Alaseya, mens Stadukhin gik østpå og nåede Kolyma sommeren 1644. De byggede en vinterhytte, sandsynligvis i Srednekolymsk, og vendte tilbage til Yakutsk i slutningen af 1645.
i 1892-94 Baron Eduard Von Toll gennemførte geologiske undersøgelser i bassinet i Kolyma (blandt andre fjerntliggende sibiriske floder) på vegne af det russiske videnskabsakademi (Barr, 1980). I løbet af et år og to dage dækkede ekspeditionen 25.000 kilometer (16.000 mi), hvoraf 4.200 kilometer (2.600 mi) var op ad floder og udførte geodesiske undersøgelser undervejs.
Kolyma er kendt for sine Gulag arbejdslejre og guldminedrift, som begge er blevet grundigt dokumenteret siden Joseph Stalin–æra sovjetiske arkiver åbnede. Floden giver sin titel til en berømt antologi om livet i Gulag-lejre af Varlam Shalamov, Kolyma Tales.
efter at lejrene blev lukket, faldt statsstøtte, lokale industrier og kommunikation til næsten ingenting. Mange mennesker er migreret, men de, der forbliver i området, lever af fiskeri og jagt. I små fiskebopladser opbevares fisk undertiden i huler udskåret fra permafrost. De sidste amerikanere, der besøgte Kolyma i den sovjetiske æra, før perestroika, var besætningen på sejlskonneren Nanuk i August 1929, hvis besøg blev fanget i en film taget af Nanuk-ejerens 18-årige datter, Marion Svenson. De første to amerikanere, der besøgte Kolyma efter Nanuks besøg, var forfatter Kaufman og journalist Rebecca Clay, der rejste med cutter fra Siryanka til Green Cape i August 1991.I februar 2012 rapporterede Proceedings of the National Academy of Sciences, at forskere havde dyrket planter fra 30.000 år gammel Silene stenophylla-frugt, som blev opbevaret i egerngraver nær bredden af Kolyma-floden og bevaret i permafrost.
