К началу30-х годов стало ясно, что использование Северного морского пути для регулярной связи между Европейским Севером и Дальним Востоком вполне возможно. Оставалось только доказать на практике, что из Северной Европы можно пройти на Дальний Восток в одну навигацию. Это и совершила в 1932 году экспедиция Арктического института под начальством О. Ю. Шмидта на ледокольном пароходе "Сибиряков". Судно вышло из Архангельска 28 июля 1932 года, через Маточкин Шар прошло в Карское море и 3 августа 1932 года достигло порта Диксон, где простояло до 11 августа, дожидаясь транспорта с углём. Оттуда корабль взял курс на Северную Землю и идя по совершенно чистой воде, обнаружил на пути остров Сидорова (75о 08/ с.ш., 82о 02/ в.д.; название дано в честь военного гидрографа К. Е. Сидорова), положив тем самым начало открытию группы островов Арктического института. Затем "Сибиряков" обогнул с севера остров Комсомолец, причём достиг 81о28/ с.ш., прошёл в море Лаптевых до бухты Тикси, то по чистой воде, то преодолевая тяжёлые льды. В конце августа он вышел из Тикси, взяв на буксир два колёсных ленских парохода для перевода их в Колыму, довёл их до устья Колымы и продолжил путь на восток. Многолетние торосистые льды "Сибиряков" встретил только за 167о в.д., у Чаунской губы. Медленно пробивая себе путь через них, пароход добрался 10 сентября до острова Колючин (67о 30/ с.ш., 174о 39/ з.д.). Льды становились всё тяжелее и здесь сломались все четыре лопасти винта. Потребовалось шесть дней, чтобы заменить их запасными. "Сибиряков" продолжил плавание к Берингову проливу, но через два дня, у 172о з.д., льдиной срезало вал винта с муфтой и лопастями. Судно десять дней дрейфовало со льдами в различных направлениях. К счастью, 27 сентября подул северо-западный ветер, и льды несколько разошлись. На "Сибирякове" поставили 11 парусов, частью сшитых из брезента, частью шлюпочных и начали медленно продвигаться на юго-восток к кромке льда, за которой виднелось море. 1 октября пароход вышел на чистую воду у северного прохода в Берингов пролив. Несмотря на потерю восьми дней у Диксона и на две аварии у северного побережья Чукотского полуострова, "Сибиряков" впервые в истории прошёл в одну навигацию Северный морской путь – от устья Северной Двины до Берингова полива – в два месяца и три дня. Между тем к кромке льда несколько раньше подошёл вызванный по радио траулер "Уссуриец", который отбуксировал пароход в Петропавловск, а затем в Иокогаму. Закончив здесь ремонт, "Сибиряков" 1 января 1933 года вышел в море, обогнул с юга Азию и через Суэцкий канал, обойдя с юга и запада Европу, 7 марта прибыл в Мурманск.
В 1934 году ледорез "Литке" без аварий прошёл в одну навигацию (13 июля – 22 сентября) Северным морским путём с востока на запад (Владивосток – Мурманск). При этом он в середине августа освободил из льдов три парохода, зимовавших среди островов Комсомольской Правды, затратив пять суток, а в сентябре 12 суток обслуживал Карскую операцию.
В 1935 году Северным морским путём в одну навигацию прошли четыре обыкновенных грузовых парохода: два из Мурманска во Владивосток и два в обратном направлении. В дальнейшем такие плавания стали обычным делом. А в 1939 году ледокол "И.Сталин" совершил двойное сквозное плавание в одну навигацию: из Мурманска в бухту Угольная Анадырского залива Берингова моря (63о с.ш., 179о25/ в.д.) и обратно. Северный морской путь был окончательно освоен. По нему в годы Великой Отечественной войны переходили военные корабли с Дальнего востока в Баренцево море, а после войны систематически совершаются массовые перевозки народнохозяйственных грузов.
В настоящее время Северный морской путь обеспечен широкой сетью полярных станций, оборудованными арктическими портами, ледоколами различного типа, в том числе и атомоходами. Трасса Мурманск – Владивосток действует полгода, а на участке Мурманск – Дудинка (на Енисее) – круглогодично.