Успех этой экспедиции — результат тщательной, кропотливой подготовки, когда были предусмотрены всякие случайности и капризы арктической природы.
Перед нами были трудности и препятствия, но основная трудность была не в грозной природе Арктики. Не она стояла ледяным барьером перед исследователями неведомых широт. Барьером, пугавшим и отталкивавшим в те годы многих исследователей, было убеждение в том, что самолеты не могут садиться на лед Северного полюса. Существовал традиционный взгляд на полюс как на мертвую пустыню, где нет ни зверей, ни птиц, где в океане нет живых организмов, где ученым нечего делать.
Пока мы готовили нашу станцию и базу на острове Рудольфа, летчики и авиационные специалисты тоже не сидели сложа руки и широким фронтом развернули подготовку авиационного отряда к полету на полюс. В феврале 1937 года О. Ю. Шмидт сделал новый подробный доклад правительству и нам было дано «добро».
Лучшие силы полярной авиации были привлечены для участия в первой советской высокоширотной воздушной экспедиции, вошедшей в историю Арктики под условным названием «Север-1». Заместителем начальника экспедиции был назначен начальник Управления полярной авиации Главсевморпути М. И. Шевелев, флагманским штурманом экспедиции — И. Т. Спирин, командиром воздушного отряда и пилотом головного самолета — М. В. Водопьянов, командирами трех остальных тяжелых самолетов ТБ-4 — В. С. Молоков, А. Д. Алексеев и И. П. Мазурук, командиром разведывательного самолета — П. Г. Головин. Следует отметить, что Водопьянов и Молоков уже были Героями Советского Союза из числа самой первой семерки героев: это звание введено в 1934 году после челюскинской эпопеи. Вторые пилоты самолетов экспедиции — заслуженные полярные летчики, уже прославивший себя смелыми полетами в Арктике: М. С. Бабушкин, М. И. Козлов, Г. К. Орлов, Я. Д. Мошковский; такими же арктическими «асами» были и остальные члены экипажей: штурманы Н. И. Жуков, В. И. Аккуратов, А. А. Ритслянд, радист С. И. Иванов, бортмеханики К. Н. Сугробов, Н. Л. Кекушев, В. Л. Ивашина и другие. Все эти имена золотыми буквами вписаны в историю Арктики.
Старт воздушной экспедиции был дан 22 марта 1937 года. Первым вылетел разведывательный самолет Н-166 летчика Головина, за ним поднялись в воздух остальные машины. На пяти самолетах экспедиции находилось сорок три человека — основной состав экспедиции. Погода на редкость не благоприятствовала полету. Сначала она задержала вылет воздушного отряда из Москвы почти до конца марта, а потом воздвигала препятствия на пути продвижения к полюсу. Сделав на пути посадки для заправки горючим на промежуточных аэродромах Л в Архангельске, Нарьян-Маре, мы лишь 18 апреля прилетели на остров Рудольфа. Там мы застряли на целый месяц. Синоптик экспедиции Б. Л. Дзердзиевский упорно «караулил» летную погоду, а ее все не было. Правда, используя появление «окон», Головин произвел несколько разведывательных полетов, а 5 мая летал даже над полюсом. Этот полет имел исключительно важное значение, так как Головину удалось рассмотреть характер ледяного покрова в районе полюса. «Я видел внизу громадные поля, частично гладкие, частично всторошенные, с большими трещинами. Я увидел, что подходящую площадку выбрать можно», — рассказывал Головин.
Сразу после прилета на остров Рудольфа самолеты были догружены грузами для полюса, и мы все находились в состоянии тревожного ожидания, готовые в любой момент услышать команду Водопьянова занимать, места в самолетах. Дни текли один за другим, а команды ясе не было. Это начинало не на шутку беспокоить. Решили изменить план дальнейшего полета: сначала вылетит один самолет Водопьянова, сядет на лед и потом вызовет к себе остальные самолеты в зависимости от погоды.
Наконец вылет состоялся — последний прыжок на вершину земного шара. Это произошло 21 мая 1937 года в пять часов утра. В самолете кроме экипажа находились О. Ю. Шмидт, наша четверка и кинооператор М. А. Трояновский. Погода вскоре испортилась, и Водопьянову пришлось поднимать самолет выше и вести его над облаками. Спирин вместе с Федоровым прокладывал на карте куре, ориентируясь на радиомаяк Рудольфа. В одиннадцать часов десять минут мы уже были над полюсом. В самолете царило торжественно-праздничное настроение. Водопьянов пробил облака и вышел из них на высоте шестьсот метров; под крыльями самолета простирались обширные ледяные поля с редкими грядами торосов. Михаил Васильевич мастерски посадил свой самолет на большое ледяное поле и выключил моторы. Первым выпрыгнул на лед Марк Трояновский, чтобы снять на кинопленку исторический момент высадки на Северный полюс первых людей из совершившего там посадку первого самолета. Когда мы оказались на льду, то дружно прокричали «ура!» в честь замечательной победы советских людей и сразу же принялись за устройство лагеря.