Для сбора образцов донной фауны на каменистых грунтах для «Челленджера» изготовили 34 «драги натуралиста» с рамой с максимальным размером 1,4 × 0,38 метра и швабрами, для мягких океанических илов предназначались 22 однобимовых трала, каркасы которых представляли собой две небольшие рамы, соединенные поперечной деревянной перекладиной, или бимом, длиной 3 метра. Планктонные сети были незахлопывающимися, диаметром от 30 до 46 сантиметров. Кроме вспомогательного двигателя для выборки каната при драгировках и тралениях, применялась паровая промерочная лебедка – модифицированная машина «Гидра» для промеров, лотлинь которой представлял собой тонкий растительный канат.
Научная группа, возглавлявшаяся Ч.В. Томсоном, состояла из шести человек – не более 3 % от численности всего экипажа, основную массу которого составляли морские офицеры и матросы, морские пехотинцы разных рангов и юнги первого класса. В состав группы входили художник и секретарь научного руководителя экспедиции Д.Д. Уайлд, натуралисты Джон Меррей, Генри Ноттидж Мозли и Рудольф фон Виллемос-Зум, сменивший Уильяма Стерлинга, химик Джон Янг Бьюкенен, из гражданских лиц, кроме ученых, в экспедиции участвовали лаборант Фредерик Перси и слуга Ч.В. Томсона. Общими любимцами были хромоногий попугай Роберт и огромный черный пес. Годовой оклад Ч.В. Томсона составлял 1000 фунтов стерлингов, Д.Д. Уайлда – 400, остальных ученых – по 200 фунтов стерлингов.
В декабре 1872 года приготовления закончились и «Челленджер», сверкая свежей краской, встречал лордов Адмиралтейства и членов комитета Королевского общества. В офицерской кают-компании за столы сели 60 человек: 21 офицер, шестеро ученых и гости. Поднимались тосты за успех экспедиции, говорили о ее значении для науки, Англии и эпохи, еда была свежей и вкусной, настроение – прекрасным, тосты – веселыми, а напитки – бодрящими.
Из Ширнесса судно перешло в Портсмут, где погода стояла скверная, но 21 декабря 1872 года экспедиция вышла в кругосветное научное плавание и вскоре взяла курс на Испанию. Шторм не утихал, но первую станцию – лиха беда начало – выполнили 30 декабря, и этот день старейший американский ученый Джоел Хедшпес в 1974 году предложил считать днем рождением мировой океанологии. Первые опыты забортных работ были неудачны, и один за другим «блины шли комом»: поломали драгу, подняли драгу с пустым мешком, оторвали мешок. Рождество и Новый год встретили в море, но измотанные качкой ученые и думать не могли о жареном гусе и пудинге с изюмом, приготовленными судовым коком. Ч.В. Томсон решил зайти в Лиссабон, где вся научная группа дружно отправилась в гостиницу отсыпаться. Британский посланник устроил несколько приемов, «Челленджер» посетил король Португалии.
Однобимовый