В июле 1933 года от ленинградского пирса отчалил новый, еще «без биографии», пароход «Челюскин». Ему предстояло не только повторить рейс «Александра Сибирякова», но и подойти к острову Врангеля, чтобы произвести там смену персонала полярной станции и выгрузить строительные материалы и продукты. Во льдах Карского моря перед «Челюскиным» шел самый мощный ледокол того времени «Красин». Но пароход «Челюскин» оказался шире ледокола, и льды нанесли ему несколько весьма значительных повреждений. Однако более тяжелые бедствия начались в Чукотском море, водная поверхность которого почти вся была забита льдами. Ледоколов там не было, и «Челюскину» приходилось прокладывать путь самому.
В феврале 1934 года пароход «Челюскин» был раздавлен льдами и ушел на дно. Есть удивительная кинопленка, рассказывающая об этой полярной трагедии: высоко задрав корму, «Челюскин» скрывается под водой, а в сторону от тонущего корабля разбегаются маленькие черные фигурки. Кинооператор, снимавший эти кадры, не был уверен, что их когда-нибудь увидят зрители: на дрейфующей льдине оказались отрезанными от всего мира 104 человека, которые и стали «обживать» ее.
Катастрофа произошла в таком глухом месте и в такое время года, что рассчитывать на быструю помощь было неоткуда. Спасти их можно было только с воздуха, что при авиационной технике того времени казалось делом невыполнимым. Один из летчиков, М. Водопьянов, вспоминал впоследствии:
«На самолетах того времени не было даже утепленных кабин, и, отправляясь в полет, летчики надевали меховую одежду. Кроме того, в полете они были «слепыми» и «глухими», так как летали почти без авиационных приборов и радио. В воздух поднимались только при тихой погоде и хорошей видимости».
За рубежом не верили, что в тяжелых зимних условиях советские летчики смогут пролететь по неизведанному маршруту и добраться до дрейфующего лагеря. В этом сомневался даже известный норвежский исследователь и знаток Арктики Свердруп. «Я считаю, — писал он, — что летчики должны ограничиться доставкой продуктов, топлива, медикаментов и облегчить таким образом жизнь участников экспедиции на льдине до тех пор, пока не придет ледокол». Иностранные газеты писали, что если даже часть самолетов и доберется до Чукотского полуострова, то все равно они не смогут сесть на ледяные торосы. «Они движутся навстречу смерти», — так писала зарубежная пресса.
Но советские летчики в условиях полярной зимы и с большим риском для собственной жизни разыскали членов научной экспедиции и экипаж «Челюскина» во льдах Баренцева моря. И 5 марта на льдину «челюскинцев» опустился на двухмоторном самолете АНТ-4 А.В. Ляпидевский, зимовавший в том году в Арктике. Он забрал женщин и детей и перевез их на материк. Вслед за ним еще шесть летчиков — М.Т. Слепнев, С.А. Леваневский, М.В. Водопьянов, И.В. Доронин, Н.П. Каманин и В.С. Молоков — в труднейших условиях и к тому же по совершенно не исследованной воздушной трассе день за днем, в пургу и метель, совершали рейс за рейсом до тех пор, пока не доставили на материк всех «челюскинцев».
Подвиг отважных советских летчиков изумил весь мир, и ему дали высочайшую оценку многие зарубежные специалисты. Так, например, секретарь Британского общества авиаконструкторов Бойер отмечал: «Всему миру было дано еще одно блестящее подтверждение выдающегося мастерства советского летного состава, а также высокие качества советских самолетов и моторов».
В первые годы после учреждения звания Героя Советского Союза оно присваивалось прежде всего исследователям — летчикам и полярникам, наиболее известным людям 1930-х годов. В 1934 году этого звания был удостоен М.М. Громов — командир экипажа самолета «РД». Этот храбрый летчик проявил мужество во время установления мирового рекорда в беспосадочном полете по кривой на расстоянии 12411 километров в течение 75 часов.
В 1930- х годах были начаты большие работы по освоению необъятных просторов страны, и значительную роль в этих исследованиях сыграли летчики, проложившие воздушные трассы к труднодоступным районам Севера и другим отдаленным уголкам. В июле 1936 года В. Чкалов, Г. Байдуков и А. Беляков на самолете АНТ-25 осуществили беспосадочный перелет по маршруту «Москва — Северный Ледовитый океан — Камчатка — Николаевск-на-Амуре». Этот полет имел большое практическое значение для развития советской авиации, так как привел к решению вопроса о воздушном трансарктическом пути, положил начало будущим сверхдальним полетам и открыл новые возможности для развития техники.