La expedición al Polo Norte
En 1912, sugirió realizar una expedición rusa con trineos para llegar al Polo Norte. El gobierno zarista se negó a financiar este proyecto, y la expedición se organizó con la ayuda de fuentes independientes . El 14 de agosto (27) de 1912, Sedov zarpó del puerto del mar Blanco de Arjánguelsk a bordo del buque Svyatói Múchenik Foká («San Mártir Focas»). Tuvo que permanecer durante el invierno cerca de Nueva Zembla, ya que la banquisa era totalmente infranqueable. La expedición logró llegar en agosto de 1913 al archipiélago de Tierra de Francisco José, donde nuevamente tuvo que quedarse un segundo invierno en la bahía de Tíjaya debido a la falta de carbón.
El 15 de febrero (2 de febrero) de 1914, Sedov (ya enfermo de escorbuto) y dos de los hombres de su tripulación, G. Linnik y A. Pustótny, partieron hacia el Polo Norte en una partida con trineos tirados por perros. Antes de llegar a la isla de Rudolf, Sedov murió y fue enterrado en cabo Auk, en dicha isla.