Ширшов в эти дни находился в постоянном движении между Ленинградом и Москвой. Он тщательно упаковывал свои приборы, реактивы и полевые журналы, сам лично отвозил их на склад экспедиции при аэродроме, следил, чтобы ничего не было забыто. Этим же самым были заняты и остальные три участника будущей научной станции. Старт воздушной экспедиции состоялся 22 марта и завершился посадкой самолетов в районе Северного полюса 21 мая. Нелетная погода подолгу задерживала самолеты на промежуточных аэродромах, причем на острове Рудольфа пришлось сидеть больше месяца. Люди томились в длительном ожидании, горели желанием скорее совершить последний воздушный прыжок до конечной цели, но арктическая стихия крепко привязала самолеты к ледяному аэродрому на куполе острова Рудольфа. Ширшов вместе с товарищами занимался проверкой грузов и более рациональным распределением их по самолетам, участвовал в авральных работах по заправке самолетов бензином с помощью ручных насосов и по расчистке аэродрома от снежных заносов, нес вахту на метеостанции. А летной погоды все не было. Долгожданный день настал только 21 мая.
П. П. Ширшов, как и трое его товарищей, вел на льдине дневник. И если все трое его соратников опубликовали свои дневники [8], то Петр Петрович так и не успел обработать и опубликовать свои записи, которые вел во время дрейфа на льдине, и они хранятся в архиве АН СССР. Поэтому о том, как жил и работал Ширшов на дрейфующей станции «Северный полюс», мы можем судить только по книгам его товарищей да из его корреспонденций в газеты и статей, опубликованных после возвращения из Арктики.
Все трое участников дрейфующей станции отмечают высокую работоспособность Ширшова, упорство в работе, высокую продуктивность и вместе с тем общительный характер.
Академик Е. К. Федоров в своей речи на собрании в Московском Доме ученых, посвященном 70-летию со дня рождения Ширшова, так вспоминал о нем: «Петр Петрович охотно выполнял любые обязанности, тщательно к ним готовился. Это было необходимо, чтобы в науке по своей специальности и в смежных науках быть на должном уровне и чтобы другие возлагавшиеся на него побочные поручения выполнить также наилучшим образом. Гидробиолог по специальности, он взял на себя и много других работ — и гидрологию, и многие стороны географических исследований. Готовил себя и к тому, чтобы быть поваром. Серьезно учился быть врачом и лечил нас, когда это было нужно, и мы ему доверяли» [9].
А начальник дрейфующей станции «Северный полюс» И. Д. Папанин так записал о нем в своем дневнике «Жизнь на льдине» 14 сентября 1937 года: «Это очень много значит, когда человек влюблен в свое дело. Но еще больше, когда он увлечен будничными, кропотливыми опытами, которые рождают открытие. Петрович — это молодой ученый, человек советского воспитания, настоящий исследователь, для которого в работе важна каждая деталь, каждая мелочь; все новое волнует его и приобретает для него особый смысл…»
Это отзывы двух человек, которые впервые работали с Ширшовым в изолированном от внешнего мира маленьком коллективе. Кренкель же, дружба с которым у Ширшова возникла и окрепла в двух трудных экспедициях, уже имел к тому времени твердое мнение о высоких личных качествах своего друга.
Итак, первая задача, поставленная перед экспедицией, выполнена: четверо полярников доставлены на лед в район полюса. На ледяном поле закипела работа. Ширшов вместе с товарищами помогал разгружать самолет, отвозить на санках доставленные грузы, устанавливать палатки. Но ему, как и Федорову, не терпелось скорее приступить к научным наблюдениям. Федорову было проще: его геодезические и астрономические приборы прибыли с ним в самолете, и он уже приступил к определению точных координат льдины и элементов земного магнетизма. Ширшову повезло меньше. Прилет остальных самолетов задерживался, и Ширшов особенно ждал Мазурука, на машине которого находилась глубоководная гидрологическая лебедка. Петр Петрович пока решил долбить лунку, чтобы с помощью ручного троса брать пробы с малых глубин. Ему помогали Шмидт и Трояновский. Марк Антонович ожесточенно долбил пешней лед и находился в самом низу, и, когда сделал последний удар и в пролом хлынул поток воды, его еле успели вытащить наверх.
Так Ширшов сделал еще до прибытия лебедки первую гидрологическую станцию до глубины 1000 метров и получил первые пробы воды и планктона, измерил скорость и направление подледных течений. Результаты оказались неожиданными: на глубине от 250 до 750 метров был обнаружен слой относительно теплой воды.
— Мы подтвердили выводы Нансена, полученные во время дрейфа «Фрама», о проникновении вод Атлантического океана в окраинный район Центрального полярного бассейна. Вот теперь получили подтверждение, что эти воды достигают даже Северного полюса, — возбужденно говорил Ширшов.