Конечно, поначалу Ширшов чувствовал себя не в своей тарелке. Ему был всего 31 год, совсем недавно он являлся рядовым сотрудником этого института, а Визе, Лактионова, Гаккеля, Карелина считал своими учителями. Теперь же они попали ему в подчинение. Но опасения и тревоги не оправдались. Среди заслуженных полярников царила атмосфера товарищества, долга и такта. Помогло и то, что представлять новое руководство приехал из Москвы О.Ю. Шмидт, чей авторитет в институте был очень высок. Главным консультантом Ширшова стал его заместитель по научной работе В. Ю. Визе.
Ширшов недолго оставался на посту директора института. В марте 1939 года Шмидта «перевели» первым вице-президентом в Академию наук. Начальником Главсевморпути назначили Папанина, а его первым заместителем – Ширшова. Правда, Пётр Петрович по распределению обязанностей курировал Арктический институт и постоянно следил за выполнением составленных им с Визе планов. Основным же объектом его внимания стало совершенствование плавания по Северному морскому пути и обеспечение грузоперевозок в Арктике.
Вначале семья Ширшова жила в Доме полярников на Суворовском бульваре, а затем, до конца жизни, в печально знаменитом Доме на набережной, выстроенном для кадровой элиты. В 1939 году Петра Петровича избирают действительным членом Академии наук без защиты докторской диссертации. За докторскую ему, как и остальным папанинцам, зачли результаты работы на «СП-1». Тогда же Е.К.Фёдоров стал членом корреспондентом Академии наук СССР.
Как показала жизнь, новые обязанности оказались вполне по плечу П.П. Ширшову, он имел достаточный опыт плавания в морях Арктики, был близко знаком с полярными капитанами и охотно прислушивался к их рекомендациям. Работа эта требовала много времени и энергии. Не успевал завершиться очередной сезон, как уже начинались разработки планов морских операций на следующий год. Были введены серьёзные коррективы в структуру руководства навигациями.
Следует отметить смелый эксперимент, на который пошёл Ширшов, в части реорганизации метеослужбы. До него прогнозы в Арктике составляли в Межведомственном бюро погоды. Пётр Петрович предложил упразднить это бюро, а синоптическое обслуживание Севморпути возложить на Арктический институт. Смелое, но вполне оправдавшее себя решение. Для концентрации сил Ширшов отобрал в Москве 18 опытных специалистов и направил их в Ленинград. При этом добился, чтобы каждому в короткий срок выделили квартиру. Так в Арктическом институте сложился крепкий кулак лучших синоптиков и гидрологов, которые под руководством В.Ю.Визе стали составлять ледовые и синоптические прогнозы, а в летнее время выезжали в штабы морских операций.
Однако заниматься наукой Ширшов практически не мог, всё время и силы отнимала работа в Главке. Он никак не мог обработать уникальные данные, полученные на дрейфующей станции, сравнить их с данными экспедиции «Садко» 1936 года и дрейфа «Седова» в 1937–1940 годах. Приходилось искать себе молодых единомышленников. И вот в 1940 году в одной из комнат Главка на ул. Варварка (в то время ул. Разина) Ширшов организовал лабораторию океанологии и стал её заведующим (по совместительству).
Лаборатория была задумана первоначально для обработки материалов «СП-1» по биологии и гидрологии. Её первыми сотрудниками стали ныне широко известные учёные В.Г. Богоров, В.И. Калиненко, В.Б. Штокман, П.И. Усачёв, А.А. Кирпичников, Л.О. Смирнова. Первые графики были вычерчены молоденькими дипломницами Н. Зубовой, С. Кан и Е. Саускан. В комнате, где они работали, стоял огромный стол, один на всех. Пётр Петрович нередко заходил в лабораторию, принося очередную наблюдательную книжку-пикетажку с детальными записями со льдины. Он просил девушек переносить эти первичные данные на огромные графики. Потом они вместе обсуждали полученные результаты.
Многие журналисты и полярники задавали Ширшову вопрос: будет ли создаваться новая дрейфующая станция и когда? Пётр Петрович старался много не говорить об этом, подобные вопросы тогда обсуждались в узком кругу. Между тем подготовка к такой станции уже шла. В разработке её планов активно участвовали Ширшов, Шевелёв и Либин. Уже была намечена кандидатура начальника будущей дрейфующей станции – А.И. Минеев, который в 1929–1934 годах возглавлял зимовку на о. Врангеля после Г.А.Ушакова. В 1936 году он был назначен директором Института народов Севера в Ленинграде, о нём хорошо отзывались В.Ю.Визе и Н.И.Евгенов.
Минеев с радостью принял предложение Ширшова и перешёл на работу в Главсевморпуть. Станцию намечено было высадить к северо-востоку от острова Врангеля в районе Полюса относительной недоступности, являющегося в то время «белым пятном» на карте Арктики. Предполагалось, что отсюда она сможет продрейфовать через весь Центральный полярный бассейн.