Император Цинь Шихуанди страшно боялся смерти и хотел найти способ вечной жизни. Он поручил Сюй Фу организовать поиски секретов бессмертия. В 219 году Сюй Фу организовал экспедицию, в которой участвовало 300 не достигших совершеннолетия девочек и мальчиков к горе Пэнлай в океане, где должны были жить небожители, в том числе Аньци Шэн. Целью экспедиции было разыскать эликсир бессмертия. Несколько лет он странствовал по морям, но так и не нашёл горы Пэнлай. Когда в 210 году император спросил его о результатах поисков, Сюй Фу рассказал, что путь нельзя было преодолеть, так как он охранялся гигантскими рыбами. Для того, чтобы убить рыб, требовались хорошие лучники. Император согласился, и дал ему в распоряжение лучников. Сюй Фу снова вышел в море, но назад уже не вернулся. В Ши цзи говорится, что он прибыл в местность с плоской равниной и обширными болотами (平原廣澤), где объявил себя царём и не стал возвращаться назад. Поздние исторические хроники также не дают ясной информации о месте, где высадился Сюй Фу. Сань-го чжи (История Троецарствия), Хоу Ханьшу (история поздней династии Хань) , Гуади чжи называют место, где он высадился "Даньчжоу" (亶州), однако местоположение Даньчжоу не указывается. Лишь через 1100 лет монах Ичу эпохи Поздняя Чжоу (951-960) написал, что Сюй Фу высадился в Японии, и отождествил гору Фудзи с горой Пэнлай. Эта легенда распространилась в Японии, где возникли мемориалы Сюй Фу. Те, кто считают, что Сюй Фу высадился в Японии, предполагают, что его миссия дала толчок развитию древней японской цивилизации. Около 300 до н. э. исчезает культура Дзёмон, и сторонники японской теории считают, что именно Сюй Фу принёс новые технологии и растения, которые позволили улучшить уровень жизни. В Японии возникло поклонение Сюй Фу как божеству земледелия, медицины и шёлка. В Сюйчжоу, недалеко от Янчжоу создан "Институт исследований Сюй Фу" при театральном училище Сюйчжоу.