13 февраля 1936 г. Политбюро ЦК ВКП(б) приняло решение об организации в Арктике дрейфующей научной станции «Северный полюс-1», предназначенной для проведения океанографических, метеорологических и геофизических исследований в интересах народно-хозяйственного освоения Крайнего Севера (в том числе судоходства по Северному морскому пути), обеспечения планировавшихся трансарктических перелетов советских самолетов и т. п. После рассмотрения различных способов доставки на Северный полюс полярников и грузов был принят вариант транспортировки их самолетами с посадкой на лед. Начальником первой советской высокоширотной экспедиции «Север-1», предназначенной для переброски полярников, был утвержден академик Отто Шмидт, его заместителем – Марк Шевелев (начальник Управления полярной авиации Главсевморпути). Начальником полярной станции «Северный полюс-1» назначили Ивана Папанина; в персонал станции были также включены гидролог и гидробиолог Петр Ширшов, геофизик и астроном Евгений Федоров, радист Эрнст Кренкель. В качестве транспортного самолетов выбрали АНТ-6, отвечавшие необходимым требованиям по грузоподъемности и дальности полета. Четыре таких самолета, названные «Авиаарктика», доработали применительно к арктическим условиям (кабины экипажа сделали закрытыми, улучшили герметизацию самолета и т. д.). Для разведки погоды и ледовой обстановки в отряд включили также двухдвигательный самолет АНТ-7.
Экспедицию обеспечивали сотрудники управления Северного морского пути и летчики полярной авиации.
Весной 1936 г. летчики Герой Советского Союза Михаил Водопьянов и Василий Махоткин отправились в разведку на архипелаг Земля Франца-Иосифа, чтобы выбрать место для создания промежуточной базы перед покорением полюса. Ее решили организовать на острове Рудольфа. В августе туда направился ледокольный пароход «Русанов» с грузом для строительства полярной станции.
На острове построили лагерь экспедиции вместимостью около 60 человек, с аэродромом, телефоном, радиомаяком и другими необходимыми элементами. Туда заблаговременно по морю доставили запасы горючего и продовольствия.
21 мая 1937 г. флагманский самолет экспедиции, поднявшись с острова Рудольфа, совершил посадку в районе Северного полюса. На нем прилетели 13 человек, в том числе четверо полярников. Сразу же после посадки началась работа по организации постоянной полярной станции на льдине, которая дрейфовала в сторону Гренландского моря. Остальные самолеты задержались, и вся экспедиция выгрузилась на лед только 5 июня.
6 июня 1937 г. состоялось торжественное открытие станции «Северный полюс-1» в 20 километрах от Северного полюса. В тот же день самолеты, доставившие на полюс зимовщиков и 10 тонн грузов, отправились в обратный путь и 25 июня приземлились в Москве. На острове Рудольфа для страховки дрейфующих полярников остался один самолет.