В Северном Ледовитом океане Советский Союз раньше других начал осваивать прилегающую к своему побережью морскую коммуникацию в хозяйственных и военных целях. Эта коммуникация получила наименование Северный морской путь. В 1932 году было создано Главное управление Северного морского пути (Главсевморпуть, ГУСМП) – государственная организация для народно-хозяйственного освоения Арктики и обеспечения судоходства по Северному морскому пути. Возможность его использования для перевода боевых кораблей была проверена в 1936 году. На Тихоокеанский флот перевели эскадренные миноносцы «Сталин» (командир – капитан-лейтенант В.Н. Обухов) и «Войков» (командир—капитан 3 ранга М.Г. Сухоруков). Этот переход кораблей получил условное наименование «Экспедиция особого назначения № 3» (ЭОН-3). В 1940 году впервые осуществили перевод с Северного на Тихоокеанский флот подводной лодки Щ-423 Х серии (командир – капитан 3 ранга И.М. Зайдулин) – операция ЭОН-10.

В годы Второй мировой войны ежегодно в летне-осенний сезон по Северному морскому пути перевозили значительное количество народнохозяйственных и военных грузов. Например, из Сиэтла, крупного порта на тихоокеанском побережье США, в Советскую Арктику по ленд-лизу поступило 452 393 тонн стратегических грузов. Кроме того, в составе ЭОН-18 с Тихоокеанского на Северный флот осуществлен стратегический манёвр отряда боевых надводных кораблей, а для доставки ленд-лизовских грузов в Тихий океан переведено около десятка транспортов с Севера. Попытки немцев прервать коммуникацию с помощью авиации, подводных лодок и даже надводных кораблей не увенчались успехом.

О подлёдном плавании подводных лодок тогда только мечтали, если не считать таковым непродолжительные «подныривания» под ледовые поля, начатые ещё в начале XX века русскими подводниками. В дальнейшем такие «подныривания» многократно совершали подводники на Балтике, на Севере и на Тихом океане, проходя подо льдом до 47–60 миль, порой лодки проламывали тонкий лёд корпусом при всплытии [Реданский В. Г., 29, с.189]. Известно, что даже в конце 1970-х—начале 1980-х годов советские ракетные подводные лодки проекта 629А в ходе боевого патрулирования в Балтийском море некоторое время находились под «наплывающим льдом» и всплывали, проламывая его.

Осваивали Арктику и авиаторы. В 1928 году исследователь Губерт Уилкинс и пилот Карл Бен Эйельсон совершили перелёт с Аляски на Шпицберген за 22,5 часа. Два успешных перелёта из СССР в США через Северный Ледовитый океан в 1936–1937 годы были осуществлены советскими лётчиками. В том числе в 1937 году экипаж самолёта (командир В.П. Чкалов), совершивший первый беспосадочный перелёт через Северный полюс из Москвы в Ванкувер (штат Вашингтон, США). В третьей попытке самолёт лётчика С.А. Леваневского бесследно исчез в Арктике вместе с экипажем.

В 1937 году Советский Союз предпринял первую попытку высадить людей на Северный полюс и создать здесь полярную научно-исследовательскую станцию. Для переброски четырех полярников была организована Высокоширотная воздушная экспедиция. Эскадра воздушной экспедиции состояла из четырёх четырёхмоторных самолётов АНТ-6-4М-34Р «Авиаарктика» и двух- моторного разведчика Р-6 (АНТ-7). Руководил экспедицией «полярный академик» О.Ю. Шмидт. В то время он был начальником Главного управления Северного морского пути. В состав первой дрейфующей станции входили: начальник станции Папанин Иван Дмитриевич, гидролог Ширшов Петр Петрович, магнитолог Фёдоров Евгений Константинович и радист Кренкель Эрнест Теодорович.

После длительной, драматичной и сложной доставки 21 мая самолёт 38-летнего Героя Советского Союза пилота Михаила Васильевича Водопьянова впервые в мире сел на лёд вблизи Северного полюса. Таким образом, первой технической системой, доставившей человека в район Северного полюса, стал самолёт. Позже на льдину сели и другие самолёты экспедиции.

Официальное открытие первой в мире дрейфующей станции «Северный Полюс-1», обосновавшейся всего лишь в 20 километрах от полюса (по другим данным – в 30 километрах), состоялось 6 июня 1937 года. В тот момент на льдине находились примерно 45 человек, которые, за исключением четырёх «папанинцев», после открытия станции улетели на материк. Созданная в районе Северного полюса станция «СП» через 9 месяцев (274 дня) дрейфа на юг была вынесена в Гренландское море, льдина проплыла более двух тысяч километров. Научные результаты, полученные в уникальном дрейфе, были представлены общему собранию АН СССР 6 марта 1938 года и получили высокую оценку специалистов. Научному составу экспедиции были присвоены учёные степени, Иван Дмитриевич Папанин и Эрнест Теодорович Кренкель стали докторами географических наук.

За выдающийся подвиг, совершённый в деле освоения Арктики и во славу советской науки, четырём полярникам были присвоены звания Героя Советского Союза. Это высокое звание присвоили также лётчикам А.Д. Алексееву, П.Г. Головину, И.П. Мазуруку и М.И. Шевелёву. М.В. Водопьянов получил орден Ленина, поскольку на тот момент не был разработан статус дважды Героя Советского Союза.

С тех пор авиаторы начали по кратчайшему пути пресекать Северный Ледовитый океан во всех направлениях. В разгар Холодной войны, да и в настоящее время, здесь проложены маршруты боевого патрулирования стратегической и разведывательной авиации США и СССР (России).

Первыми людьми, ступившими точно на Северный полюс (чьё достижение не было подвергнуто сомнению), стали участники советской Высокоширотной воздушной экспедиции «Север-2» под руководством начальника Главсевморпути генерал-майора морской авиации Кузнецова Александра Алексеевича. В состав экспедиции входили: П.А. Гордиенко, П.К. Сенько, М.М. Сомов, М.Е. Острекин и другие. 23 апреля 1948 года, вылетев на трёх самолётах с острова Котельный (Новосибирские острова), они в 16 часов 44 минуты по московскому времени «приледнились» практически на точку 90°00'00'' северной широты. Участники экспедиции установили временный лагерь на Северном полюсе и в течение следующих двух дней вели научные наблюдения. 26 апреля исследователи вылетели обратно на континент.