Han oppsøkte Gerlache, mønstret på som ulønnet matros den 16. august 1896 og ble forfremmet til andrestyrmann og videre til førstestyrmann før avreise. Ekspedisjonen var den første som noen gang overvintret i Antarktis, og selv om det ikke var planlagt, frøs skipet fast i isen. I løpet av tiden skipet var fast i isen, var Amundsen med på flere kortere sledeturer med varighet opp imot én uke.