Предпосылки открытия зародились после русско-японской войны 1904–1905 годов, когда Россия остро нуждалась в альтернативном морском пути на Дальний Восток. Для исследования Северного морского пути в 1909 году на Невском судостроительном заводе построили два однотипных ледокольных парохода — «Таймыр» и «Вайгач». Идейными вдохновителями ГЭСЛО выступили начальник Гидрографического управления Андрей Ипполитович Вилькицкий и президент Русского географического общества Юлий Михайлович Шокальский. Первоначально экспедицию возглавлял Иван Семёнович Сергеев, однако 20 июля 1913 года из-за тяжёлой болезни он передал командование своему заместителю — Борису Вилькицкому.
В 6 часов вечера 4 сентября (22 августа по старому стилю): экспедиция официально объявила об открытии, высадилась на берег (на мысе Берга) и подняла российский флаг. Именно в этот день экипажам был зачитан приказ начальника экспедиции Бориса Вилькицкого о присоединении новых земель к России.
Уже 10 (23 по новому стилю) января 1914 года приказом морского министра № 14, в соответствии с Высочайшим повелением императора Николая II, архипелаг получил официальное название «Земля Императора Николая II». Тогда же были названы и другие объекты: остров к северу от мыса Челюскин стал островом Цесаревича Алексея (ныне Малый Таймыр), а один из островов — островом Генерала Вилькицкого (в честь отца первооткрывателя). Осенью 1916 года российское правительство официально заявило о включении новооткрытых земель в состав государства.
11 января 1926 года Президиум ВЦИК постановлением переименовал Землю Императора Николая II в Северную Землю. Отдельные острова позже получили современные названия: Большевик, Комсомолец, Пионер, Октябрьской Революции.
В советский период исследования архипелага продолжились. В 1930–1932 годах экспедиция Георгия Ушакова, пройдя на собачьих упряжках около 8 тысяч километров, составила первую детальную карту Северной Земли. В разные годы на архипелаге действовали полярные станции, гляциологические экспидиции, а аэродром на острове Средний служил базой для высокоширотных экспедиций.
Северная Земля — единственный крупный архипелаг, нанесённый на карту в XX веке. Его открытие завершило эпоху Великих географических открытий и навсегда вписало имена русских гидрографов в историю освоения Арктики.
Изображение: Земля Императора Николая II на карте Российской империи, 1915 год.