В 8 часов 12 минут 24 сентября 1938 года «Родина» взлетела со Щелковского аэродрома. Уже очень скоро летчицы поняли, что речь идет не только о рекорде, речь шла об их жизни. Через 150 километров после взлета самолет вошел в облачность, на подходе к Новосибирску у машины началось обледенение. Гризодубова подняла самолет вверх, на высоте в 6 с половиной тысяч метров началась болтанка, и командир повела машину еще выше – на высоту 7450 метров. Женщины работали при лютом морозе в кислородных масках. За Красноярском перестала работать радиостанция «Родины», карты же Расковой уже вытянуло в люк. Далее лететь приходилось практически «на ощупь». По графику полета над Байкалом следовало изменить курс, чтобы выйти к Транссибирской магистрали. Но, не видя местности и не слыша радиомаяков, был риск невольно пересечь китайскую границу, и Гризодубова приказала двигаться вопреки плану только вперед, магнитный курс 90 – прямо к Тихому океану. Самолет вынырнул из облаков лишь над Охотским морем в районе Шантарских островов. После этого повернули на юг, курс – 270, к ближайшему аэродрому в Комсомольске-на-Амуре. В 10 часов утра 25 сентября внизу показались озера реки Амгунь. Горючего оставалось на полчаса полета. Валентина Степановна поняла, что придется садиться в аварийном режиме. При вынужденной посадке без шасси особому риску подвергалась передняя застекленная кабина машины, поэтому командир приказала Марине Расковой (она-то и находилась в этой части кабины) прыгать с парашютом. Так штурман оказалась одна посреди тайги. «Родина» тем временем совершила блестящую посадку прямо на лед небольшого болотца. При этом лишь немного погнулись лопасти винтов. Рекордный перелет продолжался 26 часов 29 минут. Самолет преодолел по прямой 5908 километров.
Страна начала поиски героев. Для этого были мобилизованы 50 самолетов, сотни пеших отрядов. Не обошлось без трагедии. Два поисковых самолета столкнулись в воздухе, погибли в тайге 16 поисковиков. Но все-таки летчиц нашли – это произошло 3 октября в 1 час 30 минут по местному времени. Гризодубову и Осипенко увидели члены экипажа биплана-разведчика Р-5 во главе с М. Сахаровым. В Москву ушло сообщение: «Самолет «Родина» находится в 14 км северо-восточнее Дуки, в 5 км от реки Амгунь». Наутро летчики сбросили на парашютах резиновые сапоги, термосы с горячим какао, шоколад, помидоры и карту района. Еще через сутки на парашютах спрыгнули спортивные комиссары, отвечающие за сохранность барографов