Ученые и специалисты Арктического и антарктического научно-исследовательского института принимали активное участие в подготовке и проведении этого экспериментального научно-практического рейса – экспедиции А-77. На борту атомохода работало 10 сотрудников института, выполнявших научно-оперативное обеспечение плавания и наблюдения за ледяным покровом, ледопроходимостью, взаимодействием корпуса судна со льдом. В институте в Ленинграде также работала группа учёных, принимавшая участие в разработке маршрута похода.

Атомный ледокол «Арктика» был заложен 3 июля 1971 г. на Балтийском заводе в Ленинграде. Спуск на воду произведён 26 декабря 1972 г. Окончание ходовых испытаний – 17 декабря 1974 г. Приём судна в эксплуатацию и подъём государственного флага – 25 апреля 1975 г. В 1974–1977 гг. ледокол выполнил ряд рейсов по трассе Северного морского пути.

Решение о походе на полюс было принято 13 июля 1977 г. Значимость высокоширотного рейса не подлежала сомнению: это и решение народнохозяйственных (изучение наикратчайшей северной трассы), технических (определение возможностей атомохода «Арктика»), научных и оборонных задач, и вопросы престижа страны, политического статуса (закрепление прав СССР в Арктике).
9 августа 1977 г. атомоход «Арктика» вышел из Мурманского порта. Ледокол следовал через Карское море, пройдя проливом Вилькицкого, в море Лаптевых. Достигнув 130 меридиана, экспедиция повернула на север и придерживалась этого направления вплоть до достижения Северного полюса. Фактически судно следовало по пологой дуге между 125 и 130 градусами в.д. 

С 14 августа ледокол вошёл во многолетние льды. 16 августа при прохождении участка в районе 88–89° с.ш. при ухудшении видимости ледокол встретил поле тяжёлого пакового льда. При его преодолении два раза произошло заклинивание ледокола. 17 августа 1977 г. в 4 ч утра по московскому времени атомоход «Арктика» впервые в мире достиг в активном плавании географической точки Северного полюса. На льду был установлен стальной 10-метровый стержень для советского красного знамени, которое был поднят в 9 ч 40 мин по московскому времени. Так была подчёркнута преемственность освоения Арктики.
«Арктика» провела на вершине мира 15 часов, за это время научные сотрудники экспедиции провели запланированные исследования и наблюдения. Были оставлены специальные памятные знаки: металлическая плита, на которой был выгравирован Государственный герб СССР, капсула с проектом конституции СССР и текстом гимна, а также сувенирный штемпель похода. Стоянка позволила водолазам проверить состояние винтов ледокола, после положительного заключения ледокол отправился в обратный путь в Мурманск. Автономное плавание продолжалось 13 суток, за которые было пройдено 3830 миль со средней скоростью 12,3 уз.

В результате экспедиции была практически доказана возможность осуществления круглогодичной навигации по кратчайшим маршрутам Северного Ледовитого океана, а также возможность транзитного прохождения Севморпути. Сотрудники ААНИИ во время экспедиции собрали уникальные данные о поведении корпуса ледокола при взаимодействии со льдом в разных рабочих режимах. Эти данные были обработаны вскоре после возвращения специалистов в Ленинград. В результате анализа полученных материалов был достигнут прогресс в ряде областей исследования: основными результатами стали новые методики прочностных расчётов корпусов ледоколов и транспортных судов. Кроме этого были получены важные данные по поведению винтов ледокола при преодолении и рубке пакового льда. 

Согласно научно-техническому отчёту об экспедиции А-77, рекомендации ААНИИ об оптимальном времени и маршруте похода стали основным моментом в успешном обеспечении плавания атомохода «Арктика». Был разработан план нового похода к полюсу (намечен на весну 1978 г.), т.к. благоприятные условия 1977 г. не позволили выявить оптимальные пути плаваний высокоширотными трассами для средних и тяжёлых условий. Новый эксперимент должен был доказать экономическую целесообразность использования высокоширотных трасс Севморпути. 

За заслуги в подготовке и осуществлении экспериментального рейса атомного ледокола «Арктика» в район Северного полюса и проявленные при этом отвагу и мужество Президиум Верховного Совета СССР наградил орденами и медалями СССР участников рейса и большую группу специалистов. Награды были вручены 16 сотрудникам ААНИИ (в т.ч. всем, кто находился на борту атомохода).