14 декабря в 14 ч. 45 мин. по московскому времени поезд достиг Полюса недоступности. Штурман похода Ю.Н. Авсюк определил координаты 82 градуса 06 минут южной широты, 54 градуса 58 минут восточной долготы. Эта точка расположена на самом большом удалении от всех берегов Антарктиды на высоте 3720 м. Точка, где еще никогда не ступала нога человека. В первый же день установили радиомачту, жилой балок и оборудовали постоянную радиостанцию. Разбили метеорологическую площадку и приступили к наблюдениям. Была пробурена скважина глубиной 60 м и взяты из нее образцы льда. Вблизи станции подобрали место для взлетной полосы и с помощью тягача укатали снег для посадки самолета Ли-2 на лыжах. Вскоре на мачте был поднят флаг Советского Союза, а на жилом балке, на самом высоком постаменте установлен бюст В.И. Ленина. Его взор обращен к Москве. Были проведены торжественный митинг и салют из ракетниц, а затем праздничный банкет. Начальник экспедиции приказал выдать всем по 100 г водки. Итак, достигнута еще одна победа - Полюс недоступности взят советскими полярниками. До этого Толстикову уже приходилось бывать на Южном полюсе и в наиболее удаленных районах Арктики. Поэтому Евгений Иванович является единственным человеком на Земле, посетившим все самые труднодоступные места в заполярных регионах.
Говорят, аппетит приходит во время еды. Достигнув Полюса недоступности, стали мечтать о дальнейшем продвижении к Южному географическому полюсу, где находится американская станция Амундсен-Скотт. Подсчитали - горючего хватит, чтобы добраться туда на одном тягаче. Однако существовала реальная возможность сбрасывать горючее и запасные части с самолетов. Тем не менее, руководство Института Арктики и Антарктики не дало согласия на эту операцию, так как тягачи требовались для работы на внутриконтинентальных станциях. Поэтому поход к Южному полюсу решили отложить на следующий год.
18 декабря на Полюсе недоступности совершил посадку самолет Ли-2. Он доставил различные грузы и телеграммы участникам похода от родственников. Пришло также немало поздравлений от различных организаций и зарубежных полярников. В числе их был и американский летчик Бэрд, который первым совершил полеты над внутренними регионами Антарктиды. Он писал: «После того, как русские высадились на этих ледяных берегах, я нисколько не сомневался, что именно они первыми достигнут этой точки планеты». В этот же день в «Мирный» вылетела часть научных сотрудников, выполнивших свою работу. Доставленный на санях комбинированный домик был переоборудован для использования его в стационарном положении. У основной входной двери построили теплый тамбур. Пристройку к балку переоборудовали под продовольственный склад. До 26 декабря ученые проводили сейсмические, гляциологические, геофизические и метеорологические наблюдения. Температура воздуха в эти дни колебалась от -27,5 до -37,4 градусов Цельсия (в южном полушарии декабрь является летним месяцем и соответствует нашему июню). По расчетам климатологов, в отдельные зимы температура воздуха в этом месте может опускаться до -100 градусов Цельсия.
26 декабря была проведена консервация станции, и поезд двинулся в обратном направлении. На Полюсе недоступности оставили запас продовольствия на 4-5 месяцев для четырех человек и записку для прибывших, чтобы пользовались продуктами. После этого здесь в разные годы побывали еще несколько экспедиций, в том числе - зарубежных. От создания в этом месте постоянно действующей станции отказались, так как ее строительство и снабжение связано с слишком большими расходами. В результате сейсмических исследований в этом походе установили, что под ледниковым покровом Антарктиды находится не океан, а твердые породы. По маршруту был обнаружен огромный подледный горный хребет. Была получена принципиально новая информация о рельефе местности и характеристиках физических полей в центральных районах белого континента.