Немецкое почтовое ведомство ко времени экспедиции выпустило серию специальных почтовых марок, предназначенных для обмена почтой с «Малыгиным». В соответствии с «филателистической программой» экспедиции готовилась и советская серия марок. Ледокол «Малыгин», которым командовал капитан Д.Т. Чертков, вышел из Архангельска 18 июля 1931 года. На его борту находился специальный груз — письма с наклеенными новыми почтовыми марками. К слову сказать, сегодня такие «посвященные» марки, и немецкие и советские, являются большой ценностью. Через неделю, а точнее, 24 июля того же года, в воздух над Боденским озером во Фридрихсгафене поднялся дирижабль «Граф Цеппелин» LZ-127 и взял курс на Берлин. Следует отметить, что это был действительно гигантский летательный аппарат. Его длина достигала 237 метров, диаметр составлял 30,5 метра, он был заполнен водородом, а его пять моторов по 550 лошадиных сил тянули эту махину со скоростью только 120 километров в час. Беспосадочный перелет составлял от 10 до 12 тысяч километров. Летел он, как правило, на высоте 200–300 метров, в случае необходимости опускался ниже. Так что при небольшой скорости обзор из его кабины был идеальный. На его борту находились 46 человек команды и пассажиров. Научным руководителем экспедиции стал советский профессор Р.Л. Самойлович, изобретатель радиозонда профессор-аэролог П.А. Молчанов, инженер-дирижаблестроитель Ф.Ф. Ассберг и радист Э.Т. Кренкель. Командир корабля — доктор Хуго Эккенер, президент «Аэроарктики». На борту «Цеппелина» находился также Линкольн Элсуэрт, участник экспедиции Амундсена на дирижабле «Норге». По сравнению с немецким дирижаблем ледокол «Малыгин» — крошка, в длину он был чуть больше 62 метров, а его водоизмещение составляло 1790 тонн.
Дирижаблю предстояло пролететь расстояние в 13 тысяч километров, общее время в полете 106 часов, или около пяти суток, ледоколу — 8 тысяч километров.
После кратковременной остановки в Берлине дирижабль, приняв дополнительную почту, направился в Ленинград. На воздушном судне оборудовали почтовое агентство для обслуживания пассажиров и экипажа. Специальный штемпель предназначался для обработки корреспонденции. На рисунке был изображен дирижабль в лучах северного сияния. Текст на немецком языке гласил: «Воздушный корабль «Граф Цеппелин»», Полярный рейс, 1931». Штемпель ставился на всех конвертах и открытках, причем гашение производилось красной краской. Объем почтовой корреспонденции, взятой на борт, составил более 300 кг!
В Ленинграде немецкий «Цеппелин» встречали свыше 100 тысяч человек. Встреча была теплой, дружеской. На ленинградском почтамте 25 июля проходило гашение марок спецштемпелем с изображением контуров дирижабля и с надписью на французском языке. Погашенную корреспонденцию принимали на борт дирижабля. На следующий день «Цеппелин» стартовал с ленинградского аэродрома и взял курс на север. Далее его маршрут пролегал над Архангельском в направлении Земли Франца-Иосифа. Около шести часов вечера в бухте Тихой острова Гукера, составной части архипелага Земли Франца-Иосифа, где незадолго до этого построили самую северную в мире полярную станцию, дирижабль пошел на посадку. Недалеко на якоре стоял ледокол «Малыгин». На судне имелась тоже специальная почтовая каюта. Сразу после посадки «Цеппелина» от ледокола отошла моторная шлюпка, загруженная мешками с почтой. Среди пассажиров находились советский полярник-исследователь Папанин, итальянский генерал Нобиле и американский летчик Элворт. Обмен почтой занял около 15 минут. С «Цеппелина» было принято 50 тысяч почтовых отправлений общим весом 300 кг, а с «Малыгина» на дирижабль сдали почту общим весом 120 кг. На всех письмах и открытках этого обмена стояло гашение с датой 27 июля 1931 г.
Дирижабль же после обмена почтой поднялся в воздух и направился на восток. Участники экспедиции продолжали вести научные наблюдения. Они пролетали над островами Северной Земли и кромкой полуострова Таймыр. Впервые в истории науки выпускались радиозонды, производилась тщательная аэрофотосъемка, позволившая сделать ряд исследований и уточнений карты. От намечавшейся посадки у острова Домашний (архипелаг Северная Земля), где была полярная станция, отказались из-за тумана. Во время полета над Карским морем 28 июля дирижабль замедлил скорость и над Диксонской полярной станцией сбросил на трех парашютах почту для полярников.