Нелегкая и сложная задача стояла перед новыми руководителями института: приблизить работу института к потребностям практики, перестроить его работу так, чтобы основные усилия были направлены на решение главной задачи того периода — транспортного освоения морей Арктики. Институт пользовался большой известностью и заслуженным авторитетом, давал большую научную продукцию, и поэтому надо было внимательно изучить планы и результаты работ всех его звеньев и осторожно вносить нужные поправки в работу уже слаженного механизма. Главным консультантом Ширшова в этих вопросах был его заместитель по научной части и председатель ученого совета В. Ю. Визе. Петр Петрович долгие часы проводил в беседах с Визе о назревших проблемах, и вместе они намечали планы научной деятельности института на ближайший период.
Но Ширшов недолго оставался на посту директора института — только один год — и не успел провести в жизнь намеченные мероприятия, положив им только начало. Вскоре он был назначен первым заместителем начальника Главсевморпути и, находясь на этом высоком посту, продолжал руководить Арктическим институтом, проводил в жизнь перестройку деятельности института по планам, намеченным еще в 1938 году, когда жил и работал в Ленинграде.
В это же время в Главсевморпути началась большая и напряженная работа по переходу от отдельных поисков к планомерной работе на огромной территории Советского Союза — от Кольского полуострова до Чукотки и во всех морях Арктики. Эти работы отныне должны были проводиться на основе организованного труда уже больших коллективов, а не отдельных малочисленных партий.
В марте 1939 года О. Ю. Шмидт перешел на работу в Академию наук СССР, где был избран первым вице-президентом, а начальником Главсевморпути стал И. Д. Папанин. На ответственные должности в Главсевморпути были направлены опытные и энергичные руководящие работники, в лице которых новый начальник Главсевморпути получил солидную опору и подкрепление. Первым заместителем Папанина был назначен П. П. Ширшов — он принял на себя руководство наиболее сложным и ответственным разделом деятельности ГУСМП — мореплаванием по Северному морскому пути и обеспечением грузоперевозок.
Начальниками отдельных управлений были назначены коммунисты, прошедшие закалку на командных должностях в Красной Армии и полярную школу в Арктике, а проведение морских операций в Арктике возглавили умудренные морским опытом крупные организаторы грузоперевозок и ледокольных проводок в морях Арктики. Ширшов оставил за собой также руководство научными исследованиями в Арктике, так как считал, что наука неотделима от практики и что освоить надежное плавание судов в Арктике можно только на основе изучения законов движения водных и воздушных масс и ледяного покрова в морях Северного Ледовитого океана.
XVIII съезд партии, состоявшийся в 1939 году, поставил перед советскими полярниками ответственную задачу: «Превратить к концу третьей пятилетки Северный морской путь в нормально действующую водную магистраль, обеспечивающую планомерную связь с Дальним Востоком». Ширшов, как первый заместитель начальника ГУСМП, возглавил руководство работами по планированию и подготовке морских арктических операций и контроль за их проведением. Как показала жизнь, эти обязанности оказались по плечу Ширшову, так как он не только имел достаточный опыт плавания в морях Арктики, но хорошо знал и специфику полярной навигации, был близко знаком с ведущими северными мореходами и охотно прислушивался к их рекомендациям. К тому же штат морского управления ГУСМП пополнился опытными организаторами морских операций, в лице которых Ширшов получил надежную опору.
Работа эта требовала много времени и больших затрат энергии. Едва завершалась арктическая навигация текущего года и подводились ее итоги, как сотрудники Главсевморпути приступали под руководством П. П. Ширшова к составлению плана морских операций в Арктике на следующий год. Пришлось внести серьезные коррективы в сложившуюся структуру организации и руководства навигацией в Арктике. Моря Арктики делились на два операционных района: Западный, в который входили моря Баренцево, Карское и Лаптевых, и Восточный, охватывающий Восточно-Сибирское, Чукотское и Берингово моря. В каждом районе навигацией командовал начальник морских операций, находящийся на одном из ледоколов, и все указания получал по радио из Москвы.
В распоряжении начальника экспедиции на ледоколе не было оперативных помощников, единственным консультантом являлся капитан ледокола. У начальника морских операций не было достаточных прав для принятия оперативных решений. Отсутствовала систематическая ледовая разведка.