В это же время в Главсевморпути началась большая и напряженная работа по переходу от отдельных поисков к планомерной работе на огромной территории Советского Союза — от Кольского полуострова до Чукотки и во всех морях Арктики. Эти работы отныне должны были проводиться на основе организованного труда уже больших коллективов, а не отдельных малочисленных партий.
В марте 1939 года О. Ю. Шмидт перешел на работу в Академию наук СССР, где был избран первым вице-президентом, а начальником Главсевморпути стал И. Д. Папанин. На ответственные должности в Главсевморпути были направлены опытные и энергичные руководящие работники, в лице которых новый начальник Главсевморпути получил солидную опору и подкрепление. Первым заместителем Папанина был назначен П. П. Ширшов — он принял на себя руководство наиболее сложным и ответственным разделом деятельности ГУСМП — мореплаванием по Северному морскому пути и обеспечением грузоперевозок.
Начальниками отдельных управлений были назначены коммунисты, прошедшие закалку на командных должностях в Красной Армии и полярную школу в Арктике, а проведение морских операций в Арктике возглавили умудренные морским опытом крупные организаторы грузоперевозок и ледокольных проводок в морях Арктики. Ширшов оставил за собой также руководство научными исследованиями в Арктике, так как считал, что наука неотделима от практики и что освоить надежное плавание судов в Арктике можно только на основе изучения законов движения водных и воздушных масс и ледяного покрова в морях Северного Ледовитого океана.
XVIII съезд партии, состоявшийся в 1939 году, поставил перед советскими полярниками ответственную задачу: «Превратить к концу третьей пятилетки Северный морской путь в нормально действующую водную магистраль, обеспечивающую планомерную связь с Дальним Востоком». Ширшов, как первый заместитель начальника ГУСМП, возглавил руководство работами по планированию и подготовке морских арктических операций и контроль за их проведением. Как показала жизнь, эти обязанности оказались по плечу Ширшову, так как он не только имел достаточный опыт плавания в морях Арктики, но хорошо знал и специфику полярной навигации, был близко знаком с ведущими северными мореходами и охотно прислушивался к их рекомендациям. К тому же штат морского управления ГУСМП пополнился опытными организаторами морских операций, в лице которых Ширшов получил надежную опору.
Работа эта требовала много времени и больших затрат энергии. Едва завершалась арктическая навигация текущего года и подводились ее итоги, как сотрудники Главсевморпути приступали под руководством П. П. Ширшова к составлению плана морских операций в Арктике на следующий год. Пришлось внести серьезные коррективы в сложившуюся структуру организации и руководства навигацией в Арктике. Моря Арктики делились на два операционных района: Западный, в который входили моря Баренцево, Карское и Лаптевых, и Восточный, охватывающий Восточно-Сибирское, Чукотское и Берингово моря. В каждом районе навигацией командовал начальник морских операций, находящийся на одном из ледоколов, и все указания получал по радио из Москвы.
В распоряжении начальника экспедиции на ледоколе не было оперативных помощников, единственным консультантом являлся капитан ледокола. У начальника морских операций не было достаточных прав для принятия оперативных решений. Отсутствовала систематическая ледовая разведка.
Петр Петрович принял активное участие в подготовке совещания актива Главсевморпути для обсуждения плана проведения арктической навигации 1939 года. На нем было принято решение об упорядочении дела руководства арктическими навигациями. Начальник морских операций становился полноправным командиром в своем районе, при нем создавался штаб из опытных специалистов — моряков, гидрологов, синоптиков, радиоспециалистов, летчиков. С помощью штабов он осуществлял руководство всеми ледокольными, транспортными и грузовыми операциями в своем районе, за Москвой оставались контроль за ходом навигации и оказание необходимой помощи по запросам начальника морских операций района. Начальниками штабов были назначены крупные морские специалисты: в Западном районе — Н. А. Еремеев, в Восточном — Л. В. Розанов.
Коренным образом изменились авиационное и синоптическое обслуживание навигаций. В своем выступлении на собрании актива ГУСМП Петр Петрович особое внимание обратил на необходимость хорошей ледовой разведки самолетами и судами для успешного осуществления ледовой навигации в Арктике, а также для составления хороших, основанных на точных, данных ледовых прогнозов.
С этого времени была введена систематическая ледовая разведка: стратегическая за два месяца до начала навигации, на основании которой ученые Арктического института составляли долгосрочный ледовый прогноз, и оперативная — в период проведения навигации. Для этого в состав экипажей самолетов были включены гидрологи.