В 1910 г. власти профинансировали морскую экспедицию, организацию которой поручили генерал-лейтенанту А.И. Вилькицкому. По его инициативе был заключен контракт с Невским судостроительным заводом на постройку двух ледокольных пароходов “Таймыр” и “Вайгач”.  После постройки ледоколы были переданы из Балтийской флотилии в Сибирскую с базированием во Владивостоке, куда они прибыли 3 июля 1910 г., чтобы принять на борт гидрографическую экспедицию Северного Ледовитого океана (ГЭСЛО).

Эта экспедиция в 1910-1912 гг. проводила промеры, опись побережья материка и близлежащих островов к западу от мыса Дежнева до бухты Тикси. В 1912 г. “Таймыр” и “Вайгач” должны были пройти до Таймыра, но встретили непроходимые скопления льда и возвратились в Берингов пролив. Программа работ ГЭСЛО на 1913 г. предусматривала проведение морской описи восточного и северного берегов Таймыра с последующим проходом в европейские воды. Суда вышли из Владивостока 26 июня.

В ходе обследования акватории у побережья полуострова корабли совершали плавание раздельно. Затем, встретив в районе мыса Челюскин сплошной лед и пытаясь обойти его, суда направились на север. На рассвете 3 сентября показались высокие, массивные горы. На следующий день 4 сентября 1913 г. экспедиция их осмотрела и нанесла на карту. На берегу начальника экспедиции Вилькицкий зачитал приказ об открытии новых земель и присоединении их к Российской империи.

После исследовательских работ корабли проследовали до северной оконечности вновь открытой земли (сейчас – мыс Арктический), однако далее экспедиция не смогла пройти из-за скоплений льда и повернула на юг, пытаясь пробиться в Карское море. Но сплошные ледяные поля преградили путь исследователям, и они были вынуждены взять курс на Владивосток, куда прибыли 12 ноября.

Сами участники экспедиции определили открытую ими сушу как большой остров и собирались назвать его Тайвай в честь кораблей “Таймыр” и “Вайгач”. Но в приказе морского министра от 10 января 1914 г. открытый архипелаг получил название “Земля Императора Николая II”. Уже в сентябре 1916 г. российское правительство обратилось с нотой к правительствам союзных держав о включении вновь открытых земель в свои владения.

Интересно, что на первой советской навигационной карте Северного морского пути архипелаг не был обозначен. С новым названием “Северная Земля” он появился только в 1928 г. на новой карте Северного Ледовитого океана. Таким образом, советские власти раз и навсегда закрепили их принадлежность Российской Федерации.