Готовясь к навигации 1939 года, руководство Главсевморпути занялось в первую очередь упорядочением схемы проводки судов. Было создано два оперативных района: Западный и Восточный. Граница между ними проходила по 140-му меридиану, пересекающему Новосибирские острова. В Западный район входили моря Баренцево, Карское и Лаптевых, а в Восточный – Берингово, Чукотское и Восточно-Сибирское. Навигацией в каждом районе командовал начальник морских операций, находившийся на борту линейного ледокола, указания он получал по радио из Морского управления ГУСМП.
Если раньше практически единственным советником начальника операций был капитан ледокола, то теперь в его распоряжение поступил аппарат штаба и оперативная группа. Ледовая разведка стала проводиться на постоянной основе, а не от случая к случаю. Начальники морских операций Западного и Восточного районов стали полноправными хозяевами на своих участках трассы, а не просто передаточной инстанцией между Москвой и капитанами судов.
В 1939 году операциями в Западном районе руководил по совместительству И.Д. Папанин, а в Восточном – опытный ледовый капитан А.П. Мелехов. Афанасий Павлович ещё в 1935 году прошёл на пароходе «Сталинград» от Владивостока до Мурманска в одну навигацию, а позднее командовал ледокольным пароходом «Дежнёв», ледоколами «Ермак» и «Красин».
В Западном районе штаб моропераций при Папанине возглавил Н.А. Еремеев, его главными помощниками стали гидролог М.М. Сомов и синоптик Д.А. Дрогайцев. В состав штаба входили также диспетчерская служба, радисты, лётчики и синоптическое бюро во главе с Н.В. Шацилло. На востоке штабом морских операций при Мелехове ведал Л.В. Розанов, ему помогали гидрологи Д.Б. Карелин и Н.А. Волков, синоптическое бюро возглавляли Е.И. Толстиков и К.А. Развилович.
Москва теперь только планировала грузоперевозки, а за осуществление их отвечали начальники морских операций со своими штабами. За два месяца до навигации самолёты Полярной авиации провели по всем морям стратегическую ледовую разведку, на основе которой учёные Арктического института составили долгосрочный прогноз. В ходе навигации ледовая обстановка уточнялась с помощью оперативной воздушной разведки. Для этого в состав лётных экипажей стали включать гидрологов. Дежурные самолёты по первому требованию капитанов или штаба проводили разведку нужного участка трассы.
Была введена патрульная служба: небольшие мотопарусные гидрографические боты ходили вдоль кромки основных ледовых массивов и сообщали штабам о положении, структуре и движении ледяных полей. По-новому действовала и коммерческая служба: были введены прямые коносаментные перевозки грузов и билеты для пассажиров.
Накануне открытия навигации в Главсевморпути была проведена морская конференция с участием начальников всех морских и речных пароходств, морских портов, контор Арктикснаба. Участвовали также капитаны, старпомы и стармехи всех грузовых судов и ледоколов. Эта рациональная схема организации арктической навигации, внедрённая в 1939 году, успешно действовала многие годы.
В конце июля Папанин приехал в Мурманск и разместился вместе со штабом морских операций Западного района на борту флагманского ледокола «Сталин». Капитаном ледокола незадолго до этого был назначен М.П. Белоусов, имевший трёхлетний опыт командования ледоколом «Красин». Через неделю «Сталин» подошёл к мысу Челюскина, где принял участие в проводке каравана по проливу Вилькицкого.
Всего за эту навигацию Северный морской путь преодолели с запада на восток десять судов, и одно – в обратном направлении. Флагманский ледокол «Сталин» прошёл по всей трассе до бухты Угольной в Беринговом море, а затем вернулся в Мурманск. Двойной сквозной рейс – такого ещё не было в истории арктического мореплавания.
И.Д. Папанин вспоминал: