Спустя месяц из Москвы в Америку через полюс с первым коммерческим рейсом стартовал четырехмоторный гигант «СССР Н-209» с экипажем в составе С. А. Леваневского, второго пилота Н. К. Кастанаева, штурмана В. Левченко, бортмехаников Г. Т. Побежимова и Н. Н. Годовникова и бортрадиста Н. Я. Галковского.
Метеорологическая обстановка не благоприятствовала полету. Пытаясь перелезть через циклоны, самолет шел на большой высоте. В 13 часов 40 минут «Н-209» пролетел над полюсом. Сообщение с борта самолета гласило:
«Пролетаем Северным полюс, достался он нам трудно. Начиная от середины Баренцова моря, все время мощная облачность. Высота 6000 метров. Температура —35°. Стекла кабины покрыты изморозью. Встречный ветер местами 100 километров в час. Сообщите погоду по ту сторону полюса. Все в порядке».
Через час стало известно, что на самолете выбыл из строя вследствие порчи маслопровода крайний мотор. Радиосвязь прекратилась, и, несмотря на тщательные наблюдения, установить ее не удалось. Совершил ли самолет вынужденную посадку на льды Центрального полярного бассейна или при полете на трех моторах, снижаясь в сплошной облачности, обледенел и упал, так и осталось тайной.
Немедленно снаряженные правительством экспедиции искали «Н-209» с острова Рудольфа, Аляски и берегов Канады. Наступившая полярная ночь с ее сильными пургами крайне затрудняла полеты спасательных экспедиций.
В октябре самолет «Н-169» с целью разведки погоды в высоких широтах для основной поисковой партии М. В. Водопьянова совершил полет с острова Рудольфа до 87° широты. 7 октября «СССР Н-170» летал в район предполагаемой гибели «Н-209». На полюсе уже была полярная ночь. Отвратительная погода и густые сумерки не способствовали поискам.
Так же безрезультатно происходили полеты с берегов Аляски советских летчиков Грацианского, Штепенко, Задкова и Падалко, достигших 75°30′ широты. Безуспешно обследовали побережье моря Бофорта и северной Канады американские летчики Маттерн, Кроссон, Рендель и другие. Известный полярный исследователь Г. Уилкинс и канадский летчик Кенион на самолете «СССР Л-2» в августе и сентябре совершили ряд полетов между широтой 86°10′ и побережьем Аляски, но также безрезультатно.
С весны 1938 года поиски «Н-209» возобновились на самолете «СССР Н-212». Экипаж в составе командира корабля Я. Д. Мошковского, второго пилота Глущенко, штурмана Шелыганова, бортмехаников Крылова и Коротаева совершил беспосадочный перелет остров Рудольфа — Северный полюс — остров Рудольфа. В апреле того же года «Н-212» выполнил полет в район предполагаемого дрейфа «Н-209» от места предполагаемой вынужденной посадки на широту 86° до пересечения меридиана Гринича.
16 января 1938 года полярной ночью Уилкинс с той же целью совершил полет к северу от Аклавика, дойдя до 77°40′ широты и 137°30′ западной долготы. В марте Уилкинс дважды летал по меридиану 105° западной долготы, обследовав площадь льда и североамериканских островов до широты 87°45′.
Эти полеты советских и американских летчиков в сложных метеорологических условиях и в самое тяжелое время года способствовали дальнейшему исследованию высоких широт Арктики.
После девятимесячных поисков самолета «Н-209», не давших желаемых результатов, экспедиции прекратили свои работы — не оставалось никаких сомнений в том, что экипаж погиб во льдах Арктики.
Гибель экипажа самолета «Н-209» показала, что побежденная Арктика еще таит в себе грозные силы, которые могут быть покорены только путем упорной, вдумчивой и планомерной работы по исследованию высоких широт.
В апреле 1938 года три самолета — «СССР Н-170», «СССР Н-171» и «СССР Н-172» — с экипажами в составе: командиры кораблей А. Д. Алексеев, П. Г. Головин и Г. К. Орлов, штурманы Н. М. Жуков, В. П. Падалко и Л. В. Петров, бортмеханики К. Н. Сугробов, В. Л. Ивашина и Н. Л. Кекушев совершили ряд полетов с острова Котельного к каравану дрейфующих кораблей «Г. Седов», «Малыгин» и «Садко», находившихся на широте 78°55′ и долготе 153°00′. За три полета с кораблей было вывезено около 200 человек. Полеты происходили в районе наиболее сложных аэронавигационных условий, так как этот сектор Арктики обладает наихудшей магнитной характеристикой. Масштабы экспедиции А. Д. Алексеева намного превосходили челюскинскую эпопею как по труднодоступности кораблей, так и по количеству перевезенных грузов. Однако Арктика в 1938 году была уже более освоенной, нежели в 1933/34 году, когда во льдах Чукотского моря был раздавлен пароход «Челюскин».