Семимесячная поисковая экспедиция со сложнейшим 90-дневным морским санно-шлюпочным походом была завершена 1 декабря 1903 года возвращением в Казачье, где неожиданно для А. Колчака его уже ожидала невеста Софья Федоровна Омирова. Помимо решения сугубо спасательных задач, экспедиция провела также большую исследовательскую работу: были открыты и описаны неизвестные до того географические объекты, уточнены очертания линии берегов, внесены уточнения в характеристики льдообразования. Руководитель экспедиции, лейтенант Императорского флота А. В. Колчак, по итогам экспедиции стал четвертым (после Ф. Нансена, Н. Норденшельда и Н. Д. Юргенса) полярным путешественником, награжденным большой Константиновской золотой медалью Русского географического общества.
В протоколе Академии наук от 5 декабря 1904 года было сказано: «Академическая комиссия пришла к убеждению, что всех членов партии Толля нужно считать погибшими».
По результатам работ экспедиции Э. Толля была составлена геологическая карта полуострова Таймыр, острова Котельный. Был также составлен краткий физико-географический и биологический очерк северного побережья Сибири. Значительные результаты были достигнуты также в описании побережья и промерах глубин, которые ученые делали на всем пути экспедиции, так как предыдущие экспедиции под руководством Нансена и Норденшельда систематических съемок и промеров глубин не вели. Кроме этого, группа Э. Толля ценой жизни ее участников обследовала не изученный ранее остров Беннетта, собрав геологическую коллекцию.
Используя материалы экспедиции, А. Колчак подготовил монографию «Лед Карского и Сибирского морей», состоящую из более чем 170 страниц с приложением 11 таблиц и 24 фотографий разных форм льда. А. Колчак также предложил схему движения льдов в Северном Ледовитом океане.
Продолжение работ Экспедиции Северного Ледовитого океана
в 1902—1904 годах
В 1902—1904 годах Экспедиция Северного Ледовитого океана продолжила свою работу уже под руководством капитана 2-го ранга Александра Ивановича Варнека (1902—1903 годы, выпускник Морского корпуса 1878 года), а затем полковника Корпуса флотских штурманов Федора Кирилловича Дриженко (1903 и 1904 годы, выпускник Морского корпуса 1878 года). В результате работ на тех же гидрографических судах «Пахтусов», «Лейтенант Скуратов» и «Лейтенант Овцин» были обследованы все три пролива между Баренцевым и Карским морями (Маточкин Шар, Карские Ворота и Югорский Шар), описана значительная часть берега Карского моря и устье реки Енисей. Карское море было оборудовано первыми знаками навигационного ограждения. Однако в 1904 году в связи с началом Русско-японской войны деятельность экспедиции была приостановлена.
Результаты работы экспедиции имели большое практическое значение. Уже в 1905 году в устье Енисея было проведено 22 судна.
В дальнейшей работе экспедиции мечтал принять участие ее давнишний сотрудник Г. Я. Седов. В 1901 году