Экспедиция была организована с целью разработки и освоения Северного морского пути. В составе два ледокольных парохода — «Вайгач» и «Таймыр».
С 2 ноября 1910 года до 1913 года экспедицией руководил Иван Семёнович Сергеев, затем до 1915 года — Борис Андреевич Вилькицкий. ГЭСЛО продвигалась северной акваторией с востока на запад. Экспедиция выполнила описание северного побережья Восточной Сибири и многих островов, собрала большое количество данных о течениях, ледовой обстановке, климате и магнитных явлениях.
В 1913 году открыла Землю Императора Николая II (ныне Северная Земля), что стало последним значительным географическим открытием на земном шаре. План экспедиции был разработан при активном участии А. В. Колчака и Ф. А. Матисена. Штат был укомплектован боевыми моряками. Сборы биологических и геологических коллекций осуществляли военные врачи Л. М. Старокадомский (на «Таймыре») и Э. Е. Арнгольд (на «Вайгаче»).
1909-1910 гг. Суда вышли в ноябре из СПб во Владивосток, прибыли 16.07.1910. Вышли для исследований из Владивостока 20.08.1910, прибыли обратно в порт 2.11.1910.
В составе экипажа «Таймыра» Сергеев И.С., Матисен Ф.А., Макалинский, Давыдов Б.В., Брусилов Г.Л., врач Страдокамский Леонид Михайлович.
1911 г.
Из Владивостока суда вышли 4.08.1911, вернулись 28.10.1911.
На «Таймыре» – Сергеев И.С., Давыдов Б.В., Нольде Б.А., Страдокамский Л.М. На «Вайгаче» – Ломан К.В., Нуепокоев К.К., доктор Арнгольд Эдуард Егорович.
1912 г.
Из Владивостока вышли 13.06.1912, вернулись 23.10.1912.
Состав тот же, + на «Таймыре» Лавров А.М., фон Транзе Н.А.
1913 г.
Из Владивостока вышли 09.07.1913, вернулись 12.11.1913.
Сергеев И.С. был на «Вайгаче», почти сразу заболел и в начале августа передал руководство экспедицией командиру «Таймыра» Вилькицкому Б.А.
«Таймыр» – Вилькицкий Б.А., Лавров А.М., Жохов А.Н, Страдокамский Л.М. «Вайгач» – Сергеев И.С., Новопашенный П.А., Неупокоев К.К., Евгенов Н.И., Петерсон Э.Э., Арнгольд Э.Е.
1914-1915
Вышли из Владивостока 24.06.1912, прибыли в Архангельск 03.09.1915 г.
«Таймыр» – Вилькицкий Б.А., Жохов А.Н. (скончался 7.08.1914, похоронен на берегу п-ова Таймыр, мыс Могильный), фон Транзе, Лавров А.М., Евгенов Н.И., Анцев Д.Р., Фирфанов А.Г., Страдокамский Л.М. «Вайгач» – Новопашенный П.А., Гельшерт Н.А., Неупокоев К.К., Никольский А.Г., Ильинский А.Н., Арнгольд Э.Е., Мизин В.Г.