На самолёте «Н-127» впервые были установлены новейшие для того времени навигационные приборы: импортные радиопеленгатор и радиокомпас, рация с выпускной антенной. «Н-128» был оборудован проще. На нём были стандартные навигационно-пилотажные приборы, коротковолновая рация, приборы астрономической ориентировки. Такая разница являлась одним из условий перелёта: предстояло выяснить, какие приборы наиболее эффективно работают в высоких широтах, какими из них можно будет пользоваться в будущем полёте на Северный полюс. Механиками в экспедицию утвердили Ф.И. Бассейна и И.Л. Ивашину, радистом – С.А. Иванова. Все они были участниками многих полярных экспедиций.
25 марта 1936 года на московском Центральном аэродроме появились два зелёно-красных самолёта: «СССР Н-127» и «СССР Н-128». Наступала весна, быстрые ручьи разъедали остатки снега, а взлетать надо было на лыжах, поскольку на Севере еще хозяйничала зима. Большое количество снаряжения и малые габариты самолётов заставили Водопьянова подумать о специальных багажных ящиках, которые были пристроены на нижних плоскостях, у фюзеляжа. В них уложили подогревные трубы, ветровые тенты, паяльные лампы, радиомачты, продукты, спальные мешки, кухонную посуду. Запасные лыжи и пропеллер пришлось подвесить под фюзеляжами.
Из багажа исключили всё, без чего можно обойтись: тару, подушки с пилотских кресел. Правда, позднее, после полёта, оказалось, что в экспедиции было много лишнего, а кое-чего не хватало. Но убедиться в этом пришлось только в Центральной Арктике, где до этого летали лишь Амундсен и Бэрд. 29 марта на аэродроме собрались провожающие. Падал густой снег, но в 11 часов машины поднялись в воздух. Самолёты шли рядом, и экипажи переговаривались знаками, поскольку радиосвязь забарахлила. Первая посадка – в Архангельске. Встречать воздушную экспедицию пришли делегаты областного съезда комсомола, представители общественности, корреспонденты. Пришлось поучаствовать в комсомольском форуме, рассказать о задачах экспедиции, несмотря на её секретность. Дальше, до Амдермы, решили лететь напрямую, хотя точные карты отсутствовали. Обычно местные авиаторы летали через Усть-Цильму, но это было на 300 км дальше.
Слово штурману В.И. Аккуратову:
3 апреля самолёты взяли курс на мыс Желания. Через 15 минут берег скрылся из глаз, вокруг лежало мрачное Карское море. На сороковой минуте полёта погода стала резко портиться. Низкая облачность прижала машины ко льду. Вскоре видимость совсем пропала, дальше лётчики пошли вслепую. Штурман Аккуратов, летевший на передовом самолёте Махоткина, обнаружил, что из-за сильной электризации все три имевшихся компаса давали различные показания. Без Солнца, с неработающими компасами, по неизвестной трассе идти было невозможно, и самолёты повернули обратно.