Ekspedisjonen, som reiste via Baffinbukten, Lancaster Sound , Peelsundet, James Ross Sound og Raestredet, tilbrakte to vintre i isen. De kunne dermed utforske land og isområder fra Gjøahavn, stedet som i dag kalles Gjoa Haven, i Nunavut i Canada. Under ekspedisjonen utførte mannskapet blant annet grundige magnetometriske målinger for bestemmelse av jordmagnetiskens variationer, det skjedde nær den magnetiske nordpolen. 26. april 1904 nådde Amundsen og Ristvedt med hundespann den posisjonen James Clark Ross tidligere hadde fastslått at polpunktet lå på, og tre uker senere fant de den nye posisjonen. Amundsen ble dermed andremann på den magnetiske nordpol og den første som beviste at de magnetiske poler flytter på seg.