I årene 1913 til 1918 ledet Stefánsson en omfattende ekspedisjon for den Canadiske regjering, hvis formål var blant annet var å sikre Kanada herredømmet over alle øyene nord for det kanadiske fastland. Mens en sørlig gruppe under dr. Anderson foretok omfattende undersøkelser i området rundt Coronation Gulf, foretok Stefánsson selv en rekke fremragende gjennomførte sledereiser i det arktiske arkipel, hvor han fant to betydelige øyer mellom Melville og Ellef Ringnes Land og en tredje øy nordenfor denne. Ekspedisjonen fikk et delvist ulykkeligt utfall da skipet «Karlik» forliste og flere medlemmer omkom på Vrangeløya Etter ekspedisjonens avslutning sa Stefánsson: «Vi har godgjort at mennesker, uten hjelp av sånne hjelpemidler som fx. aeroplanet, men alene avhengige av gevær og annen ting, som lett kan føres frem på en eller to sleder — kan reise i det arktiske område (når unntaes Grønlands indre), uten å medføre proviant, ja, de kan gjøre det ikke blot i fuldkommen sikkerhet, men også bekvemt. — — — Vi har godgjort at antallet av seler og den lethed, hvormed de kan erholdes, ikke står i noe absolutt afhængighedsforhold til breddegrad, havdybde eller avstand fra land» I 1921 startet Stefánsson en ny ekspedisjon over Beaufortsjøen og Nordishavet nord for Alaska og Øst-Sibir. En gruppe slo i 1921 vinterlerleir på Wrangeløya, som ble anektert på Canadas vegne, noe som både USA og Russland protesterte mot. En hjelpeekspedisjon som ble sendt ut i 1922 fant året etter at gruppen var forulykket med unntak av en eskimokvinne.