Главными объектами капитальных вложений ГУСМП в 1939–1940 гг. являлись морской транспорт, строительство портов, Мурманский судоремонтный завод, полярная авиация, топливные базы. За этот период вступили в строй линейные ледоколы «И. Сталин» и «Л. Каганович». В 1940 г. начал работу Мурманский судоремонтный завод, широко развёрнуты работы по сооружению портов Диксон, Тикси, Провидения. Значительное развитие получила ледовая авиаразведка. Для управления морскими навигациями с 1938–1939 гг. создавались Штабы морских операций, была разработана и совершенствовалась система научно-оперативного обеспечения навигаций. По сути, именно в последние годы перед войной сложилась система управления транспортными операциями по трассе СМП. В таком виде с теми или иными модернизациями, она существовала до момента ликвидации ГУСМП.
В предвоенные годы на трассе Севморпути прошло несколько экспедиций, которые оставили заметный след в истории трассы.
В 1934 г. задача пройти Северным морским путем с востока на запад в одну навигацию была поручена ледорезу «Ф. Литке» (капитан Н.М.Николаев, начальник экспедиции Д.С.Дуплицкий). Кроме этой основной задачи, ледорезу поручалось попутно освободить из льдов зимующие у островов Комсомольской Правды суда Первой Ленской экспедиции, помочь провести через пролив Вилькицкого суда Второй Ленской экспедиции и выполнить в пути научные работы. Рейс длился около 2-х месяцев. Это был первый проход судна по трассе СМП за одну навигацию с востока на запад.
Одной из серьезных проблем, с которыми сразу столкнулось руководство Севморпути, была выход судов за пределы материковой отмели в более глубоководные районы Арктики, которые до того времени еще не были исследованы. Кроме этого, и сама материковая отмель также еще не была до конца исследована, поэтому и там можно было ожидать открытия новых островов и отмелей, влияющих на ледовый режим. Для обследования северной части Карского моря и выхода в этом районе на большие глубины Северного Ледовитого океана было определено лучшее ледокольное судно того времени «Садко». 6 июля 1935 г. «Садко» вышел из Архангельска. 12 сентября «Садко» достиг северной оконечности Северной Земли мыса Молотова, после чего повернул вдоль кромки льдов на северо-запад и достиг географической точки с координатами 82°41,6′ северной широты и 87°04′ восточной долготы. Данная широта в то время была рекордной для всех свободноплавающих, т. е. не дрейфующих со льдами судов. На рекордной широте «Садко» первым вышел на большие глубины Арктического бассейна и на глубине 2 365 м «произвел полную океанологическую станцию», исследовав состав воды, грунта и живых микроорганизмов. Результаты работ, проведённых во время плавания, смогли значительно расширить знания об этих районах океана, которые ещё долго оставались «белым пятном».
В 1936 году состоялась ещё одна знаковая экспедиция. Она получила название ЭОН-3 (Экспедиция особого назначения 3). Материалы по ней долгое время носили гриф «Совершенно секретно». Её целью стало проведение по трассе СМП с Балтики на Тихий океан двух эскадренных миноносцев для пополнения, вновь созданного Тихоокеанского флота. Это была уникальная по своим техническим трудностям задача. Ведь тонкие корпуса военных кораблей совершенно не приспособлены к плаванию во льдах. Но, благодаря работе военно-морских инженеров и полярных капитанов, экспедиция благополучно завершилась.
Незадолго до начала войны перед ГУСМП была поставлена задача осуществлять двойные сквозные рейсы по СМП и перейти от экспедиционного плавания к систематическому по всей трассе, превратив её в нормально действующую магистраль для связи Европейской части СССР с Дальним Востоком.
Таким рейсом стало плавание парохода «Моссовет» (капитан В.П.Бочек), которое, не смотря, на некоторые нюансы было признано состоявшимся.
Для осуществления двойных сквозных рейсов планировалось построить несколько ледоколов мощностью 35–40 тыс. л/с. К навигации 1943 г. должны были довести количество морских судов в Арктике до 40 единиц. Намеченной программе работ не суждено было в то время осуществиться в связи с началом Великой Отечественной войны.
Опыт посадки на лёд больших самолётов во время высадки «папанинцев» натолкнул на мысль организации «летающих обсерваторий», которые производили бы временные посадки на лёд для проведения научных исследований. В 1941 г. по такому принципу была организована экспедиция к «Полюсу относительной недоступности». Экспедиция была осуществлена на мощном четырехмоторном самолете «Н-169» под командованием летчика И. И. Черевичного. Вторым пилотом был М. Н. Каминский. Кроме них, в экспедиции участвовали штурман В. И. Аккуратов, бортрадист А. А. Макаров, бортмеханики Д. П. Шекуров, В. П. Барукин и А. Я. Дурманенко; на борту самолета находились научные сотрудники — М. Е. Острекин (астроном-магнитолог), Н. Т. Черниговский (метеоролог) и Я. С. Либин (гидролог). Общее руководство экспедицией было возложено на Я. С. Либина. По существу, самолет «Н-169» представлял собой летающую лабораторию, оборудованную аппаратурой, необходимой для выполнения метеорологических, гидрологических, магнитных, актинометрических и других научных наблюдений. Едва самолет опустился на льдину, как научные работники экспедиции приступили к наблюдениям. Измерения глубины океана производились с помощью специальной глубоководной лебедки; первые же измерения показали глубину 2657 и 2427 метров. Самолет пробыл на льдине четыре дня. За это время были выполнены гидрологические, магнитные, астрономические, гравиметрические и актинометрические наблюдения. Регулярно передавались на материк метеорологические сводки; самолет установил непосредственную бесперебойную радиотелефонную связь с островом Врангеля и Большой Землей. Работы затруднялись тем, что температура воздуха достигала 30-33 градусов ниже нуля. Всего было осуществлено три вылета.
