El viaje en sí fue accidentado y sorprendentemente bien documentado. El Nautilus zarpó de Thomaston el 27 de junio de 1860 con destino al estrecho de Belle Isle. Fue sorprendido por una fuerte tormenta en el golfo de San Lorenzo el 5 de julio. Al día siguiente, al amainar la tormenta, el grupo avistó un barco de vapor, que creyeron que era el Bibb, del Servicio Costero de Estados Unidos, que transportaba un grupo de observación científica a Cabo Chidley, Labrador, para registrar el eclipse solar previsto. Tras el paso de la tormenta, el Nautilus tocó tierra en Bonne Espérance, cerca de la isla Caribou (Île de la Demoiselle), a unas 30 millas al oeste de la frontera entre Quebec y Labrador, es decir, dentro del territorio de Quebec, aunque en todos los relatos de la expedición se mencionaba que se encontraba en Labrador. Seis estudiantes, incluidos tres del Bowdoin College, tres del Williams College y Stephen R. Butler, recién graduado de Williams, se quedaron en la isla Caribou para realizar dos meses de observaciones y recolección científica.
El resto del grupo partió el 11 de julio, con destino inicial a Qaqortoq (Julianehåb, 60°43’20” N) en la costa oeste de Groenlandia, con el objetivo de observar el eclipse solar durante el trayecto. Avistaron tierra por primera vez el 17 de julio, un poco al norte de Paamiut (Frederickshåb). Pero, como escribió Chadbourne (1860): Todos esperábamos con interés el 18 de julio, el día del gran eclipse, con la esperanza de que el viento favorable nos llevara a la zona de oscurecimiento total. … De hecho, pasamos bastante más allá, pero la mañana del eclipse trajo consigo una de las tormentas más severas que encontramos durante todo el viaje.
Al intentar llegar a tierra frente a Julianehåb, nos topamos con la banquisa a unas cien millas de la costa, densa como una pared, como dijo el capitán. comentó, como si pudiera extenderse hasta el Polo Norte.
