В июле 1920 года «Мод» вошла в Берингов пролив, став третьим в истории кораблем, совершившим плавание северо-восточным проходом в Тихий океан. Амундсен же, вышедший в Берингов пролив в 1906 году с востока, завершил, таким образом, свое кругосветное полярное путешествие. «Мод» прибыла в поселок Ном на Аляске, а затем вернулась в Северный Ледовитый океан, чтобы начать, наконец, запланированный дрейф. Но вынуждена была зимовать в третий раз — снова у Чукотского побережья, близ мыса Сердце-Камень, совсем недалеко от Берингова пролива. Судно получило повреждение и для ремонта направилось в Сиэтл, откуда опять идет в восточную часть океана, чтобы начать дрейф. Но в этом дрейфе Амундсен уже не участвует: им овладели новые идеи, связанные с использованием самолета для полярных исследований.
Небольшой самолет взят и на борт «Мод», начавшей наконец дрейф прямо на север. Однако вскоре он уже принял западное направление, и стало ясно, что через полюс «Мод» пройти не суждено. Зимовка с 1923 на 1924 год прошла во льдах. Судно оказалось рядом с Новосибирскими островами. Свердруп высадился на одном из них. «Поневоле испытываешь уважение к русским путешественникам и охотникам, — записал он в дневнике, — которые более ста лет тому назад отправлялись на эти острова и со своим примитивным и убогим снаряжением достигли крайнего их севера».
В августе около острова Котельного вышли на чистую воду и направились к Берингову проливу: Х. Свердруп решил возвращаться, признав неудачу предприятия. Но льды заставили корабль зимовать в шестой раз — у мыса Большой Баранов. И только 13 июля 1925 года «Мод» вошла в Берингов пролив, а потом прибыла в Сиэтл. Экспедиция завершалась через семь лет. Объем научных исследований, выполненных за эти годы, огромен, а неудача с прохождением через полюс показала, насколько сложна картина дрейфа арктических льдов. Пройдет еще немало лет, прежде чем она будет выяснена. И сделают это в основном российские ученые.
21 мая 1937 года, в 11 часов 35 минут по московскому времени на дрейфующем льду, в двадцати километрах от точки Северного полюса совершил посадку четырехмоторный самолет АНТ-5, конструкции Туполева, пилотируемый Михаилом Водопьяновым. Через несколько дней еще три самолета сели на льдине вблизи Северного полюса. Была доставлена экспедиция, организовавшая первую в истории человечества дрейфующую научную станцию.
В 1929 году Фритьоф Нансен создал специальное международное общество «Аэроарктик», основной целью которого должна была стать организация на Северном полюсе научной экспедиции. Но Нансен умер в 1930 году, так и не осуществив своих замыслов. Они были реализованы в 1937 году.
Идею организации дрейфующей научной станции развивал советский полярный исследователь В.Ю. Визе, который первоначально намечался руководителем экспедиции, но в конце концов начальником был назначен О.Ю. Шмидт. В качестве зимовщиков утверждены Иван Папанин, Евгений Федоров, гидролог Петр Ширшов и радист Эрнст Кренкель. Возглавивший группу И.Д. Папанин — участник Гражданской войны, строитель первой радиостанции в Якутии, руководитель зимовок на полярных станциях «Мыс Челюскина» и «Бухта Тихая» на Земле Франца-Иосифа, где зимовали также Федоров и Кренкель.
На подготовку экспедиции ушел целый год. Заводы строили самолеты, проводилось их испытание. Готовилось специальное оборудование и снаряжение. В Ленинграде была создана уникальная радиостанция, приспособленная для работы в условиях полярной зимы. Сконструирован и построен самый легкий в мире ветряной двигатель облегченного типа — весом 54 кг. В институте инженеров общественного питания разработаны и в кратчайший срок изготовлены питательные, богатые витаминами концентраты. Они заложены в 135 бидонов, в каждом из которых — запас продовольствия на 10 дней. Общий вес заготовленных продуктов — 1300 кг, а всего груза — 10 т.
Летом 1936 года с началом навигации ледокольный пароход «Русанов» и пароход «Герцен» отправились на Землю Франца-Иосифа, где на самом северном в архипелаге острове Рудольфа была построена промежуточная база, а на ледниковом куполе Миддендорфа — взлетно-посадочная полоса для тяжелых самолетов.
Самолеты вылетели из Москвы 22 марта, и только через два месяца прибыли на полюс, задерживаясь в каждом пункте посадки из-за погоды.
Только 5 мая синоптик экспедиции Б.Л. Дзердзеевский разрешил вылет Павлу Головину, совершавшему на своем двухмоторном самолете разведывательные полеты. Во время одного из них он долетел до 89° с.ш., нарушив приказ Шмидта вернуться, пролетел над полюсом и сообщил: «…Я видел, что подходящую площадку выбрать можно». Головин был вторым человеком, достигшим Северного полюса, вылетев на самолете (первым это сделал Р. Бэрд в 1926 году).