1911 — на судні «Фрам» вирушив у Антарктику. Вирушивши з Китової бухти на собаках, 14 грудня досягнув Південного полюса, на місяць випередивши англійську експедицію Р.Скотта. Влітку 1918 р. на чолі експедиції вирушив із Норвегії на судні «Мод» і в 1920 р. досягнув Берингової протоки. 1926 — очолив перший трансарктичний переліт на дирижаблі «Норвегія» за маршрутом Шпіцберген — Північний полюс — Аляска.