Экспедицию возглавили три выдающихся полярных исследователя. Капитаном судна стал Владимир Иванович Воронин, происходивший из рода поморов и уже имевший репутацию одного из лучших полярных капитанов СССР. Начальником экспедиции назначили профессора Отто Юльевича Шмидта, а его заместителем — профессора Владимира Юльевича Визе. Всего на борту находились 50 человек экипажа, 12 научных работников и четыре пассажира.
Сам пароход имел богатую предысторию. Построенный в 1909 году на шотландской верфи Henderson and Co для Канады, он изначально назывался Bellaventure и использовался для зимних навигаций и зверобойного промысла у Ньюфаундленда. В Россию судно попало в годы Первой мировой войны, было переименовано в честь сибирского предпринимателя и мецената Александра Сибирякова и с тех пор накопило немалый арктический опыт — работало на перевозках между Мурманском и Архангельском, ходило к Новой Земле и Шпицбергену.
Выйдя из Архангельска, «Сибиряков» направился к Маточкиному Шару, через который 31 июля вышел в Карское море. 10 августа судно взяло курс на архипелаг Северная Земля. Пролив Вилькицкого оказался забит тяжёлыми многолетними льдами, и было принято беспрецедентное решение — обойти архипелаг с севера. Это удалось сделать впервые в истории мореплавания. Достигнув самой северной точки плавания — 81° северной широты — пароход повернул к югу вдоль восточного берега Северной Земли. 26 августа экспедиция прибыла в бухту Тикси, где пополнила запасы угля.
К середине сентября, когда судно находилось в Чукотском море, начались серьёзные проблемы. В тяжёлых торосистых льдах «Сибиряков» сначала сломал все четыре лопасти гребного винта. Экипаж создал дифферент на нос, переместив 400 тонн угля и продовольствия, и в ледяной воде за шесть суток заменил лопасти. Но 18 сентября от удара льдины оборвался конец гребного вала вместе с новым винтом. Судно потеряло ход и начало дрейфовать в сплочённых льдах.
Капитан Воронин попытался положиться на морские течения, о которых в Чукотском море тогда практически ничего не было известно. Однако после нескольких дней дрейфа в нужном направлении судно начало сносить назад. Тогда экипаж принял смелое решение — поставить паруса. 27 сентября на судне натянули полотнища брезента, которыми раньше укрывали трюмные люки. Под самодельными парусами «Сибиряков» стал двигаться со скоростью до полуузла. Временами команда закрепляла тросы за стамухи и подтягивала судно лебёдкой. Большие льдины на пути приходилось взрывать.

«Сибиряков» под парусами. Источник: Журнал «YACHT RUSSIA» (yachtrussia.com)
1 октября 1932 года в 14 часов 45 минут усилия экспедиции увенчались успехом. Судно вышло на чистую воду у самого входа в Берингов пролив. Здесь «Сибиряков» встретился с рыболовным траулером РТ-30 «Уссуриец» и уже на буксире был отведён в Петропавловск-Камчатский. Задача прохода по Севморпути была выполнена за 65 дней.
Это было первое в истории сквозное плавание по Северному морскому пути из Белого моря в Берингово за одну навигацию. В том же году «Александр Сибиряков» был награждён орденом Трудового Красного Знамени. Высокие государственные награды получили и все участники похода.
Главным итогом экспедиции стало не только техническое достижение, но и образование новой организации. 17 декабря 1932 года Совнарком СССР принял постановление об организации Главного управления Северного морского пути (Главсевморпути) во главе с Отто Шмидтом. Перед новой структурой ставилась задача «проложить окончательно северный морской путь от Белого моря до Берингова пролива, оборудовать этот путь, держать его в исправном состоянии и обеспечить безопасность плавания по этому пути». Так началась планомерная и непрерывная эпоха освоения арктической магистрали.