Die Forschungsfahrt des Luftschiffs „Graf Zeppelin“ LZ 127 begann am 26.07.1931 um 8:05 Uhr morgens in Leningrad. Wissenschaftlicher Leiter der Fahrt war Professor R. Samoilowitsch aus Leningrad. Die Anfahrt von Friedrichshafen über Berlin und die Rückfahrt von Berlin nach Firedrichshafen werden der eigentlichen Forschungsfahrt nicht zugerechnet.

Der tatsächlich befahrene Kurs der viertägigen Forschungsfahrt wich erheblich von den verschiedenen vorher geplanten Routen ab. Die Gründe dafür werden in der Akte nicht dokumentiert. Aus der Literatur ist bekannt, dass die Versicherungssumme für das Luftschiff ins Astronomische gestiegen wäre, wenn es sich weiter nördlich als bis zum 82. Breitengrad bewegt hätte. Ungünstige meteorologische Voraussagen für die weiter östlich gelegenen Gebiete mögen ein weiterer Grund für die veränderte Fahrtroute gewesen sein.

Das Zeppelin-Museum Friedrichshafen steuert folgende Begründung bei: „Die Luftschiffbau Zeppelin GmbH und das wissenschaftliche Team einigten sich auf eine kurze Fahrt, um das Schiff wenigen Gefahren auszusetzen.“ So ging es zunächst über Archangelsk und die Barentsee zum Franz-Josef-Land. Am 28. Juli erreichte man nordöstlich davon den nördlichsten Punkt der Fahrt bei fast 82° nördlicher Breite und 58° östlich von Greenwich (Kap Fligely). Von dort fuhr das Luftschiff ostwärts zum "halb sagenhaften" Nikolaus-II.-Land (verschiedentlich auch Nordland, später Swernaja Semlja genannt) und wendete sich dann südwärts zur Taimyr-Halbinsel. In der Nähe des 75. Breitengrades war dann bei 106° östlicher Länge der östlichste Punkt der Fahrt erreicht, und das Schiff wendete sich nach Westen. Als das Luftschiff bei etwa 80° östlicher Länge die Dicksoninsel erreicht hatte, wurde in nordwestlicher Richtung der Nordzipfel von Nowaja Semlja angesteuert, und dann ging die Fahrt südwestwärts über die gesamte Länge dieser Insel.

Am 29.07. erreichte das Luftschiff erneut Archangelsk, und die eigentliche Forschungsfahrt endete am 30.07.1931 wieder in Leningrad.