Теперь основной прорыв к полюсу решено было выполнить из Тихого океана, резервный – из Атлантического (в изданных позже мемуарах об этом не говорится, но хроника событий позволяет сделать такой вывод). Для этого 25 апреля USS Nautilus (SSN-571) перешла из Нью-Лондона (штат Коннектикут) строго секретно (в части цели похода) через Панамский канал в Сан-Диего и Сан-Франциско (штат Калифорния), далее – в Сиэтл (штат Вашингтон, граничащий с Канадой на тихоокеанском побережье).
На Западном побережье на подводную лодку установили дополнительное оборудование. Вот как об этом пишет командир АПЛ Андерсен [Вокруг света под водой, 8]: «Из специального оборудования первым прибыло сложное устройство, называемое инерциальной навигационной системой, характеризующееся такой же точностью и сложностью, как электронный мозг. Система была спроектирована инженерами компании «Норт америкен авиэйшн» для наведения управляемой крылатой ракеты «Навахо». Эта система выдавала данные о скорости хода, курсе и прочих параметрах и позволяла непрерывно получать координаты местоположения корабля.
Во время работ по установке системы инженеры фирмы «Сперри гироскоп» установили на «Наутилусе» дополнительный компас и переделали два других для плавания в высоких широтах. Представитель фирмы «Сперри» часами обсуждал со штурманом Дженксом и с командиром вопросы полярной навигации. В то же время сотрудники «Лайона» прибыли с шестью новыми эхоледомерами. Один из них был изготовлен специально для подводной лодки «Наутилус». Он был значительно чувствительнее и эффективнее тех, которыми мы пользовались во время нашего похода в 1957 году.
Как выяснилось, кроме авиационных карт, которыми мы пользовались год назад, и карты в русском издании, показывающей некоторые промеры глубин, карт, относящихся к зоне арктического бассейна, не существовало. По нашей просьбе начальник штаба ВМС дал распоряжение гидрографическому управлению приготовить специальный комплект карт, но оно обещало удовлетворить просьбу не раньше конца июля. Тогда начальник штаба ответил, что карты ему необходимы в мае, и предложил подготовить их в срочном порядке. Эти карты, из которых многие содержали промеры глубин, выполненные нами во время похода 1957 года, были наконец доставлены на «Наутилус» совершенно секретной почтой перед самым нашим выходом из Сан-Франциско к месту последней остановки – Сиэтлу».
Однако и в этом году первая попытка проникновения под лёд оказалась неудачной. 9 июня 1958 года лодка оставила Сан-Франциско и направилась на север. Поход пришлось прервать из-за тяжёлого льда в Чукотском море (от лаборатории ВМС Electronics на борту находились специалисты Waldo K. Lyon и Rexford Rowray). Спустя 10 суток (19 июня) вернулись в Пёрл-Харбор.
23 июля начата вторая попытка проникновения в Северный Ледовитый океан (операция Sunshine