Richard Shandon y el doctor Clawbonny son invitados a embarcarse en el Avante, una nave muy fuerte que zarpará con rumbo al norte pero sin saber su destino final. La tripulación escogida es excelente, pero no se revela el nombre del capitán.

Después de semanas de navegación, la tripulación empieza a batallar y decide volver. Entonces se descubre que uno de los marineros es el capitán John Hatteras, que les infunde nuevo brío, y prosiguen su camino. Sin embargo, cuando se revela el verdadero destino del barco, el Polo Norte, las cosas empeoran y Shandon termina amotinándose junto a otros marinos.

Sin embargo, Hatteras, el Dr. Clawbonny, Johnson, Bell y otros siguen fieles y prosiguen a pesar de la huida de los amotinados (que posteriormente serán encontrados muertos, en el capítulo XXVI y penúltimo de la segunda parte de la obra) y de la destrucción del Avante; construyen un pequeño bote con los restos del barco. A ellos se une Altamont, capitán estadounidense que busca el paso del norte.

Finalmente, tras dos invernadas e innumerables sufrimientos, llegan al Polo Norte, y encuentran allí un mar de hielo. También allí, para sorpresa de todos, encuentran un volcán. Empecinado, Hatteras lo escala, seguido por los sobrevivientes. Al llegar a la cima, Hatteras pierde la razón e intenta lanzarse al interior del volcán, pero es detenido por su tripulación.En el epílogo, Clawbonny, uno de los personajes, visita en un asilo a Hatteras, que está completamente desquiciado y a menudo, siempre que puede, camina "en dirección al Polo".

El perro Duck es el personaje más original de esta novela; está mucho más presente que el capitán Hatteras.