Ледокольные пароходы «Таймыр» и «Вайгач» считались военными судами. Экипаж каждого корабля состоял из командира, четырех офицеров со специальной гидрографической подготовкой, инженера-механика, врача и около 40 матросов и унтер-офицеров. По сложившейся традиции экипажи формировались исключительно из добровольцев. «Таймыр» и «Вайгач», как правило, работали в паре, имея между собой радиосвязь. Установленный на пароходах радиотелеграф позволял в условиях сложной навигационной обстановки держать устойчивую связь на расстоянии 150 миль (1 миля – 1852 м). В те времена это было большое достижение.
В 1913 г. начальником ГЭ СЛО был назначен командир «Таймыра» Б.А. Вилькицкий. Он сменил на посту серьезно заболевшего Сергеева. В послужном списке Б.А. Вилькицкого была служба на Балтике и морях Тихого океана. Он участвовал в Русско-японской войне, был ранен.
21 августа 1913 г. (по старому стилю) произошло событие, которое принесло Гидрографической экспедиции Северного Ледовитого океана мировую известность. Практически одновременно вахтенные «Таймыра» и «Вайгача» увидели неизвестную землю. Участники экспедиции назвали ее Земля Императора Николая II. Через тринадцать лет она была переименована в Северную Землю.
На берег вновь открытой земли высадилась часть команды, был произведен салют, поднят государственный флаг России, и зачитан приказ начальника экспедиции Б.А. Вилькицкого, в котором говорилось: «…В поисках Великого Северного пути из Тихого океана в Атлантический, нам удалось достигнуть мест, где еще не бывал человек, и открыть земли, о которых никто не думал…»
В 1914 г. команды «Таймыра» и «Вайгача» во главе с Б.А. Вилькицким, отправляясь в плавание, были решительно настроены выполнить основную цель Гидрографической экспедиции Северного Ледовитого океана – разведать Северный морской путь и пройти по нему через шесть арктических морей с востока на запад. Но пройти путь из Владивостока в Архангельск за одну навигацию «Таймыру» и «Вайгачу» не удалось. Путь преградили непроходимые льды. Все попытки освободиться из ледового плена были тщетны. У западного побережья полуострова Таймыр в середине сентября 1914 г. суда встали на зимовку.
В ходе зимовки 1914-1915 гг. ГЭ СЛО выполнила большой объем метеорологических, гидрологических и ледовых наблюдений, собрала биологические и зоологические коллекции. К июню 1915 г. зимовка «Таймыра» и «Вайгача» подошла к завершающей стадии. Лед стал быстро таять, корабли выбрались на открытую воду и взяли курс на Архангельск, где их ждала торжественная встреча 3 сентября 1915 г. Восторженные жители преподнесли командиру экспедиции адрес, в котором Вилькицкий был назван «российским Колумбом». Весь личный состав был награжден орденами, медалями, памятными знаками.