Экспедиция состояла из 31 человека. Кроме Де-Лонга, на судне находилось пять офицеров: лейтенанты Чипп и Даненовер, инженер Мельвилль, врач Амблер, лоцман Денбар. Команду подбирали очень тщательно. В одном из писем к лейтенанту Чиппу Де-Лонг писал, что зачисляемые в экипаж должны быть «холостые, совершенно здоровые, обладающие физической силой, умеющие читать и писать по-английски, непьющие, веселые, первоклассные матросы, если можно музыканты, предпочтительно норвежцы, датчане и шведы. Избегайте англичан, шотландцев и ирландцев. Отказывайтесь совершенно от французов, итальянцев и испанцев»
Наконец, все дела и формальности были закончены, и 8 июля 1879 года «Жаннетта» под военно-морским флагом Соединенных Штатов покинула Сан-Франциско. Она направлялась к Берингову проливу, где экспедиция должна была постараться выяснить судьбу экспедиции Норденшельда, отправившейся в плавание из Атлантического в Тихий океан Северным морским путем летом 1878 года и не подававшего с тех пор о себе никаких известий. Затем Де-Лонгу разрешалось направиться к Северному полюсу.
На Аляске был пополнен состав экспедиции двумя индейцами Алексеем и Анегиным, которых взяли как каюров и как переводчиков.
Закончив погрузку угля и снаряжения, «Жаннетта» продолжила свой путь на север. 25 августа она прибыла в бухту Лаврентия, где Де-Лонг от местных жителей узнал радостные новости о Норденшельде экспедиция, успешно перезимовав, двинулась на юг. Однако чтобы еще раз удостовериться в полученных сведениях, он решил идти в Колючинскую губу и сделать остановку у мыса Сердце-Камень. 29 августа экспедиция была у назначенного места. Сведения подтвердились, и теперь Де-Лонг мог смело плыть на север.
Путь экспедиции лежал в таинственный и заманчивый своей загадочностью район Северного полюса. За полосой дрейфующих льдов многие исследователи Арктики видели свободное море и предполагали, что стоит проникнуть за эту полосу, как полюс будет достигнут. Так начала создаваться легенда о ледяном барьере и об открытом море в районе Северного полюса. В нее верили полярные мореплаватели и, хотя их суда останавливали льды, они утверждали, что видели за дрейфующим льдом открытые пространства чистой воды. То была не мистификация. Они действительно видели открытое море, простирающееся до горизонта, не подозревая, что за горизонтом находится все тот же непроходимый лед
Однако природа Арктики оказалась значительно более суровой, чем это предполагали и организаторы, и участники экспедиции. Уже первые дни плавания на пути от Колючинской губы к острову Врангеля показали, что дальнейшее продвижение вперед будет очень тяжелым и что следует думать не о стремительном походе к полюсу, а о подыскании подходящего места для зимовки.
6 сентября «Жаннетту» плотным кольцом окружили льды. Де-Лонг надеялся, что ледовый плен продлится недолго и судно получит возможность двигаться к острову Геральда, где он намеревался провести зиму. Но вскоре капитан судна убедился, что лишь сильный шторм может разбить окружавшие льды. Дрейф начался, но никто не подозревал, что льды пленившие судно, уже не выпустят его на волю. Де-Лонг постарался сделать все возможное, чтобы невольное плавание с дрейфующими льдами не оказалось бесполезным для экспедиции. Они приступили к метеорологическим и магнитным наблюдениям. Одновременно при всякой возможности измерялись глубины, определялась температура воды на различных горизонтах, брались пробы грунта.
Судно между тем дрейфовало в районе к северу от острова Врангеля, берега которого часто видели путешественники. В конце марта экспедиция находилась на той же широте, где побывало четыре месяца назад, и так же далеко от полюса, как и в тот день, когда она выходила из Сан-Франциско.
В мае дрейф к северу несколько усилился, и «Жаннетта» снова пересекла 73-ю параллель. К концу месяца экспедиция была за 74° с. ш., продвинувшись за месяц на 160 километров в северо-западном направлении. В середине июня дрейф к северу прекратился, и «Жаннетту» снова понесло на юг. Через месяц «Жаннетта», продолжая медленно продвигаться с дрейфующими льдами к югу, находилась на 73°42» с. ш. и 178°1» в. д. Полярное лето вступило в свои права. Наступил август. Задули сильные ветры. Казалось, что они взломают льды и судно сможет самостоятельно плыть к далекому полюсу, но надежды Де-Лонга снова не оправдались. Оставалось ждать счастливой случайности или необыкновенного чуда.
Экспедиции предстояла вторая зимовка во льдах. Зима наступила очень рано. Уже в первых числах сентября появился новый снег, но Де-Лонг не хотел сдаваться, ему казалось, что через неделю-другую положение экспедиции изменится к лучшему. Однако вскоре наступило разочарование. Температура воздуха резко упала, и мороз накрепко сковал льды, словно стараясь убедить путешественников, что все их попытки тщетны.
Окончательно убедившись, что вторая зимовка неизбежна, Де-Лонг, словно предчувствуя скорую гибель судна, занялся, прежде всего, аварийными запасами и их подготовкой к быстрой выгрузке на лед в случае катастрофы.
Как ни медленно и однообразно тянулось время, но наступил 1881 год. В марте дрейф «Жаннетты» ускорился. Об этом говорили определяемые координаты и все увеличивавшаяся глубина. Надежда на успех с новой силой загорелась у начальника экспедиции, но, в то же время его угнетала безрезультатность экспедиции. За полтора года невольного плавания во льдах они еще не сделали ни одного географического открытия.
Путешественники надеялись, что извилистый дрейф льдов принесет «Жаннетту» к берегам неизвестного острова. Но сколько, ни всматривался Де-Лонг в горизонт, он ничего не видел, кроме льдов.
17 мая 1881 года случилось то, что так давно ждали льды принесли «Жаннетту» к острову, который тут же был назван ее именем. А через 8 дней к другому острову, названному островом Генриетты, в честь матери спонсора экспедиции. Часть ее команды под командой Д. Мельвилля обследовала скалистый остров, соорудила здесь из камней гурий и вложила записку о посещении острова (эту полуистлевшую записку в 1938 году нашли советские полярники). Но совсем скоро «Жаннетта» попала в смертельную ловушку, начались частые мощные ледовые сжатия. Верный помощник начальника экспедиции инженер Мельвилль бросился в машинное отделение и там обнаружил нечто, заставившее его ужаснуться. Угольные бункера быстро затоплялись водой, в корпусе был виден разрыв, говоривший о том, что «Жаннетта» начинает раскалываться на две части и никакого спасения ждать не приходится. Узнав об этом, Де-Лонг распорядился выгружать на лед заранее подготовленное для эвакуации снаряжение, продовольствие и документы. 12 июня 1881 года «Жаннетта» затонула. Экспедиция оказалась на дрейфующем льду.
Это произошло в координатах 77°15» с.ш. и 178°07» в. д. Около недели ушло на подготовку к путешествию на юг по дрейфующим льдам. Все имущество было распределено на пять саней, по 600500 килограммов груза на каждые. Кроме того, экспедиция брала с собой два больших катера и китобойный вельбот.
18 июня экспедиция двинулась в путь. Американские путешественники приняли решение идти пешком к Ляховским островам, а оттуда пробираться на материк. На восьмые сутки похода Де-Лонг определил положение своего лагеря. Вопреки его ожиданиям оказалось, что они находятся на 77°46' с.ш., т. е. на 50 километров севернее места гибели «Жаннетты». Проверили вычисления, снова взяли высоты солнца, но результат был тот же. Ошибки не было. Дрейф относил экспедицию к северу. Судьба словно издевалась над путешественниками. Когда они стремились к полюсу, льды стояли на одном месте и спускались к югу. Теперь, когда экспедиция, напрягая все силы, стремилась достичь берегов Сибири, льды шли с большой скоростью на север, сводя на нет все труды. Это был новый страшный удар. К счастью, вскоре задули северные ветры. Они отжали льды к югу, по направлению к Новосибирским островам. 12 июля экспедиция заметила «что-то, похожее на землю». 16 июля Де-Лонг определил, что экспедиция находится на 76°41' с.ш. и 153°30' в. д. Данные были утешительны. Путешественникам удалось продвинуться более чем на градус к югу. Об этом свидетельствовал и приближающийся остров. Достичь неизвестной земли и высадиться на южную оконечность (мыс Эммы по имени жены Де-Лонга) удалось лишь 29 июля, и вскоре путешественники кричали «ура» в честь открытия острова, который был назван именем Беннетта, снарядившего экспедицию на свои средства.
Здесь отряд пробыл восемь дней, посвятив их не только столь необходимому отдыху и ремонту изрядно потрепанного снаряжения, но и исследованию острова. Де-Лонг и его спутники провели наблюдения за приливами и отливами, собрали многочисленные коллекции геологических образцов, растений и птиц. Были обнаружены выходы бурого угля, который прекрасно горел. Можно только удивляться самоотверженности этих людей. Измученные перетаскиванием уже имеющихся у них грузов они, тем не менее, желая принести пользу науке, пополняли их новыми. А впереди был многосоткилометровый тяжелейший переход в неизвестность. Перед отправкой Де-Лонг сложил гурий в районе мыса Эммы, в котором оставил записку с кратким описанием проделанного и планами последующих действий.