Руководство рейсом взял на себя министр морского флота СССР Тимофей Борисович Гуженко. Помимо соображений престижа экспедиция решала вполне практические задачи: сотрудники ЦНИИ имени А.Н. Крылова проводили исследование работы гребных винтов; специалисты Института атомной энергии имени И.В. Курчатова следили за работой всего энергетического комплекса; представители Рижского института гражданской авиации опробовали новейший прибор для дистанционного определения толщины льда. При составлении маршрута использовали последние данные ледовой разведки, произведенной из космоса.
17 августа 1975 года, преодолев за 7 суток 2528 миль, атомный ледокол «Арктика» достиг географической точки Северного полюса. Учёные провели несколько исследований и наблюдений, установили в центре земли десятиметровую стальную мачту с флагом СССР и опустили на дно памятную металлическую плиту с гербом СССР.
Много лет спустя участники экспедиции В.А. Спичкин и В.А. Шамонтьев так описали свои впечатления: «Как известно, ледокол разрушает прочный лёд не ударом форштевня, а продавливая его своей массой: чем прочнее лёд, тем большая часть ледокола должна вползти на него, чтобы вызвать разрушение. При этом место разломов льда смещается от носовой части к середине судна. При разрушении очень прочного льда места ломки смещаются настолько далеко от форштевня, что они даже не просматриваются из передних иллюминаторов ходовой рубки. Это создает фантастическое впечатление, будто весь огромный атомоход скользит по льду, как аэросани. Это тихое плавное продвижение, когда перед носом судна не видно ни трещины, ни ломающегося льда, ни фонтана ледяных брызг, делает эффект скольжения столь реальным, что, кажется, за кормой ледокола не должно быть обычного канала. Но взгляд назад, за корму, где по-прежнему темнеет широкая дорога чистой воды, убеждает, что ледокол не скользит, а крушит эти поля многолетнего льда. Возле средней части ледокола дыбятся стотонные глыбы раздавленного льда».
