21 мая 1937 г. экипаж был высажен на льдину в районе Северного полюса. За две недели была оборудована станция, на которой остались четыре полярника и пятый «папановец» – пес Веселый.

Дрейф легендарной «СП-1» длился 274 дня. Льдина преодолела больше 2500 км. За это время было сделано множество важных научных открытий, в том числе был обнаружен подводный хребет, пересекающий Ледовитый океан. Оказалось, что полярные районы густо заселены животными – медведями, нерпами и тюленями.

Каждый день Папанин выходил на связь с большой землей и докладывал о ходе экспедиции. Последняя радиограмма была особо тревожной: «В результате шестидневного шторма в 8 утра 1 февраля в районе станции поле разорвало трещинами от полкилометра до пяти. Находимся на обломке поля длиной 300, шириной 200 метров. Отрезаны две базы, также технический склад… Наметилась трещина под жилой палаткой. Будем переселяться в снежный дом. Координаты сообщу дополнительно сегодня; в случае обрыва связи просим не беспокоиться».

Было принято решение об эвакуации полярников. С немалыми трудностями, после ряда неудач 19 февраля 1938 г. коллектив был снят со льдины ледоколами «Мурман» и «Таймыр». Так завершилось, по словам академика Отто Шмидта, самое крупное географическое исследование XX века.

В 1939 г. Папанин был назначен начальником Главсевморпути. Под его началом успешно была произведена знаменитая операция по спасению ледокола «Георгий Седов».

В период Великой Отечественной войны И. Папанин занимался переправкой на фронт разнообразных грузов из Америки и Англии, организацией движения кораблей на Северном морском пути, внес большой вклад в реконструкцию порта Петропавловск-Камчатский. В ноябре 1942 г. на фронт была отправлена танковая колонна «Советский полярник», которая создавалась за деньги полярников.

Один из этих танков носил имя Папанина и с успехом прошел войну. Сам И. Папанин дослужился до звания контрадмирала.

В период с 1939 по 1950 г. он был депутатом Верховного совета СССР, однако позже здоровье не позволило продолжать активную деятельность.

С 1951 г. и до самой кончины легендарный полярник руководил отделом морских экспедиционных работ при АН СССР, находящимся в поселке Борок Некоузского района Ярославской области. По его инициативе был создал Институт биологии водохранилищ (ныне – Институт биологии внутренних вод им. И. Д. Папанина). Также Папанин основал научный центр на Волге, биологическую станцию на Куйбышевском водохранилище, ставшей Институтом экологии Волжского бассейна РАН.

В 1977 г. он издал еще одну книгу мемуаров – «Лед и пламень».

30 января 1986 г. Иван Папанин скончался. Похоронен был на Новодевичьем кладбище в Москве.

Труд полярника был высоко оценен. Он дважды удостоен звания Героя Советского Союза, стал кавалером девяти (!) орденов Ленина, награжден многими медалями и орденами, в том числе и зарубежными. Между прочим, этот человек с четырьмя классами образования получил почетную степень доктора географических наук.

Иван Дмитриевич стал почетным гражданином Мурманска, Архангельска, Севастополя, Липецка и всей Ярославской области».

Добавим еще некоторые подробности к описанной выше экспедиции, которая прославила Папанина, сделав его имя по сути бессмертным. Экспедицию снаряжали долго и тщательно: был специально сконструирован утепленный домик-палатка, создана уникальная радиоаппаратура, разработаны особые продукты питания, которые могли выдержать и сильный мороз в 50 градусов, и многомесячное хранение. Участники прошли разностороннюю подготовку. Например, П. П. Ширшов даже прошел курс медицинской подготовки, поскольку врача на станции не было.

В марте 1937 года грандиозная по тем временам воздушная экспедиция на четырех тяжелых бомбардировщиках конструкции А. Н. Туполева вылетела на север. 21 мая 1937 года экспедиция была высажена на льдину в районе Северного полюса. Две недели продолжалось оборудование научной станции, и только в начале июня самолеты улетели. Льдина начала медленно передвигаться к югу. За время дрейфа был собран уникальный научный материал. Исследователи открыли огромный подводный хребет, пересекавший Северный Ледовитый океан, вели метеорологические наблюдения, ежедневно в одно и то же время Кренкель отправлял на Большую землю сводку погоды. Оказалось, что полярные районы густо заселены. Вопреки прогнозам, к полярникам приходили и белые медведи, и тюлени, и даже нерпы. Вода Ледовитого океана также оказалась насыщенной планктоном.

Двести семьдесят четыре дня продолжался дрейф научной станции. К февралю 1938 года размеры льдины сократились настолько, что полярников необходимо было снимать. Началась эпопея их спасения, ставшая знаменитой, ибо весь мир, затаив дыхание, слеил за спасением смельчаков. В это время станция находилась в Гренландском море и приближалась к теплым водам Атлантического океана.

Первым к дрейфующей станции отправился зверобойный корабль «Мурманец». Он вошел во льды, но вскоре был зажат и унесен в Атлантический океан. Вылетевший на помощь дирижабль «СССР-В6» разбился, врезавшись в гору около города Кандалакши. Во льды были направлены и две подводные лодки, но они не смогли бы всплыть в районе дрейфа.

Только 19 февраля 1938 г. к экспедиции смогли приблизиться два мощных ледокола – «Таймыр» и «Мурман». С борта «Таймыра» был спущен небольшой одномоторный самолет, который первым добрался до дрейфовавшей льдины. Его пилотировал известный полярный летчик Николай Власов. На следующий день к станции подошли ледоколы. Полярники перешли вначале на «Таймыр», а с него на борт подоспевшего к тому времени «Ермака» – «дедушки» русского ледокольного флота. Он и должен был доставить полярников в Ленинград, но капитан «Ермака» внезапно получил приказ следовать в Таллин. Встреча отважных героев превратилась во всенародное торжество. Они были удостоены государственных наград и стали Героями Советского Союза.

Осенью 1935 года летчик Георгий Филиппович Байдуков предложил Чкалову организовать рекордный перелет из СССР в США через Северный полюс и возглавить экипаж самолета. Весной 1936 года Чкалов, Байдуков и Беляков обратились в правительство с предложением провести такой перелет, но Сталин указал другой план маршрута: Москва – Петропавловск-Камчатский, опасаясь повторения неудачной попытки Леваневского (в августе 1935 года полет С. Леваневского, Г. Байдукова и В. Левченко по маршруту Москва – Северный полюс – Сан-Франциско был прерван из-за неисправности).

Перелет экипажа Чкалова из Москвы на Дальний Восток стартовал 20 июля 1936 года и продолжался 56 часов до посадки на песчаной косе острова Удд в Охотском море. Общая протяженность рекордного маршрута составила 9375 километров. Уже на острове Удд на борт самолета была нанесена надпись «Сталинский маршрут», сохраненная и при следующем перелете – через Северный полюс в Америку. Оба чкаловских перелета официально носили это название вплоть до начала «борьбы с культом личности Сталина» и литературных зачисток.