w 1640 r. Dymitr Zyryan (zwany także Yarilo lub Yerilo) udał się na ląd do Indygirki. W 1641 popłynął w dół Indygirki, udał się na wschód i w górę Alazeya. Tutaj usłyszeli o Kołymie i spotkali Czukczów po raz pierwszy. W 1643 powrócił do Indygirki, wysłał swój yasak (hołd) do Jakucka i wrócił do Ałazeja. W 1645 powrócił do Leny, gdzie spotkał się ze stronnikiem i dowiedział się, że został mianowany prikazchik (zarządcą Ziemskim) Kołymy. Powrócił na wschód i zmarł na początku 1646 roku. Zimą 1641-42 Michaił Stadukhin, w towarzystwie Siemiona Dezhnyova, udał się lądem do górnej Indygirki. Spędził tam kolejną zimę, zbudował łodzie i popłynął w dół Indygirki i na wschód do Ałazeja, gdzie spotkał Zyriana. Zyryan i Dezhnyov zostali w Ałazejach, podczas gdy Staduchin udał się na wschód, docierając do Kołymy latem 1644 roku. Zbudowali zimowje (zimową chatę), prawdopodobnie w Srednekolymsku, i wrócili do Jakucka pod koniec 1645 roku.
w latach 1892-94 Baron Eduard Von Toll prowadził badania geologiczne w dorzeczu Kołymy (m.in. rzek dalekowschodniej Syberii) na zlecenie Rosyjskiej Akademii Nauk (Barr, 1980). W ciągu roku i dwóch dni ekspedycja przebyła 25 000 kilometrów, z czego 4200 kilometrów po rzekach, wykonując badania geodezyjne na trasie.
Kołyma jest znana z obozów pracy w gułagu i wydobycia złota, które zostały szeroko udokumentowane od czasu otwarcia sowieckich archiwów z czasów Józefa Stalina. Rzeka nadaje tytuł słynnej antologii o życiu w obozach Gułagu Warlama Szałamowa, opowieści Kołymy.
po zamknięciu obozów dotacje państwowe, lokalny przemysł i komunikacja prawie nic nie zmalały. Wiele osób wyemigrowało, ale ci, którzy pozostają w okolicy, zarabiają na życie, łowiąc ryby i polując. W małych osadach rybackich ryby są czasami przechowywane w jaskiniach wykutych z wiecznej zmarzliny. Ostatnimi Amerykanami, którzy odwiedzili Kołymę w czasach sowieckich, przed pierestrojką, była załoga szkunera żaglowego Nanuk w sierpniu 1929 roku, którego wizyta została uchwycona w filmie zrobionym przez 18-letnią córkę właściciela Nanuk, Marion Swenson. Pierwszymi dwoma Amerykanami, którzy odwiedzili Kołymę po wizycie Nanuka, byli pisarz Wallace Kaufman i dziennikarka Rebecca Clay, którzy w sierpniu 1991 roku podróżowali kutrem z Ziryanki do Zielonego Przylądka.W lutym 2012 r. Proceedings of the National Academy of Sciences poinformowało, że naukowcy wyhodowali rośliny z 30 000-letniego owocu Silene stenophylla, który był przechowywany w wiewiórczych norach w pobliżu brzegu rzeki Kołymy i przechowywany w wiecznej zmarzlinie.
