Als Roald Amundsen die Mannschaft für seine Fram-Expedition zusammenstellte, wurde Kutschin auf Fürsprache von Helland-Hansen und Fridtjof Nansen als einziger Wissenschaftler und einer von zwei Ausländern berücksichtigt. Er sollte die Reise, die ursprünglich um Kap Hoorn über die Beringstraße ins Nordpolarbecken führen sollte, bis San Francisco begleiten und ozeanografische Untersuchungen durchführen. Bevor die "Fram" in den Süden aufbrach, kreuzte sie einen Monat lang im Nordatlantik, wo Kutschin an 24 Stationen die Temperatur und Salinität des Golfstroms in 13 verschiedenen Tiefen bestimmte. Das Messprogramm war abgestimmt mit dem zweier weiterer Schiffe, der "Frithjof" und der "Michael Sars".