В середине XIX в. преобладала теория о наличии в Центральной Арктике свободного ото льда моря. Она поддерживалась и укреплялась известиями об обширных водных пространствах, которые видели на высоких широтах крупные исследователи Западной Арктики. Летом 1852 г. английский моряк капитан Эдуард Огэстес Инглфилд на небольшом пароходе исследовал по поручению вдовы Франклина северную часть Баффинова залива.
Он нанес на карту около 1000 км северо-западного берега Гренландии (залив Инглфилд, Земля Инглфилд и т. д.), завершил в конце августа открытие пролива Смит и видел за ним открытый к северу путь и необозримое море, по-видимому свободное ото льда.
На западе он бегло осмотрел побережье о. Элсмир на протяжении немногим более 100 км, а в глубине острова увидел горы Принс-оф-Уэйлс (так и на наших картах). Когда Инглфилд дошел до 78°35' с. ш., сильный шторм отбросил его на юг. Боясь попасть в ледовый плен из-за быстрого приближения зимы, он вернулся на родину.
В августе 1853 г. через пролив Смит в это «море» проник на бриге бывший врач, лейтенант флота США Илайша Кент Кейн. Из маленькой бухты на северном побережье Земли Ингдфилд у 78°40' с. ш., где судно вмерзло во льды, американцы выполнили несколько санных маршрутов, обследовав берега «моря», которое оказалось небольшой акваторией, получившей название бассейн Кейна. Так, сам И. Кейн во главе отряда в конце августа – начале сентября заснял гренландское побережье от места стоянки брига далее к северо-востоку. Он завершил открытие Земли Инглфилд и обнаружил значительный ледник Гумбольдта, поднимающийся над морем на 90 м. Участники похода сильно пострадали: четверым пришлось ампутировать пальцы ног, почти у всех началась цинга.
Первая зимовка прошла сравнительно благополучно. И уже весной 1854 г. врач экспедиции Исаак Израиль Хейс почти за две недели с одним спутником прошел со съемкой около 400 км по восточному берегу о. Элсмир и ознакомился с большей частью побережья бассейна Кейна. В глубине острова он увидел горы Виктория-энд-Альберт, практически верно установив их протяженность. В середине июня стюарт брига Уильям Мортон и молодой эскимос Ханс Xeндрик с одной собачьей упряжкой завершили обследование гренландского берега бассейна Кейна, выявив залив Пибоди. На севере они обнаружили узкий пролив Кеннеди. Проследив его по всей длине, Мортон и Хендрик обогнули гористый полуостров (Земля Вашингтона) и 24 июня достигли 81°22' с. ш. С холма они усмотрели на севере свободное ото льда море. В пути они неоднократно поднимались на холмы и за проливом Кеннеди на западе видели и нанесли на карту около 300 км побережья о. Элсмир и горы Виктория-энд-Альберт.
После второй зимовки, оказавшейся крайним испытанием, И. Кейн бросил бриг и 17 мая 1855 г. направился на юг. Общая длина открытого экспедицией берега Гренландии составила около 600 км.
В начале сентября 1860 г. на гренландском побережье пролива Смит стала на зимовку экспедиция И. Хейса. В октябре он совершил поход на ледяной купол Северной Гренландии, пройдя к востоку около 80 км; с тех пор эта часть острова называется п-овом Хейс. В апреле – мае Хейс с Х. Хендриком совершили на санях длительный поход по восточной приморской полосе о. Элсмир до 81°35' с. ш. и в середине мая видели далеко на северо-востоке темное, цвета воды, небо, т. е. признак открытого водного пространства. Совершенно уверенный, что это море, Хейс назвал описание своего путешествия «Открытое Полярное море».
В 1869—1870 гг. у восточного побережья Гренландии, на 74°35' с. ш., вынужденно зимовала полярная экспедиция на паровой яхте «Германия» под командой немца Карла Кольдевея с участием австрийца Юлиуса Пайера. В сентябре они обнаружили о. Кун (74°50' с. ш.), а Пайер, перейдя узкий пролив, поднялся на гористый участок Гренландии. В марте – апреле 1870 г. они двинулись на санях на север, открыли длинный и узкий о. Сторе-Коллевей, отделяющий крупный залив Дов от Гренландского моря, и достигли 76°40' с. ш. участок исследованного берега сохранил название, данное ими всему этому побережью, — Земля Короля Вильгельма. Получив свободу движения, «Германия» двинулась на юг; в августе 1870 г. на 73°25' с. ш. был открыт глубоко вдающийся в сушу Франц-Иосиф-фьорд, очень бегло осмотренный экспедицией.
На разведку «открытого Полярного моря» И. Хейса в конце июня 1871 г. отправилась американская экспедиция на переоборудованном буксирном пароходе «Поларис» под командой Чарлза Френсиса Холла. В Гренландии он взял на борт восемь эскимосов, в том числе Ханса Хендрика с женой и тремя детьми. В конце августа Холл без труда провел «Поларис» через пролив Кеннеди в бассейн Холл и открыл за ним пролив Робсон, по которому вступил – впервые в истории навигации – в море Линкольна. Три дня «Поларис» плавал там, но 4 сентября, встретив на 82°26' с. ш. скопления битого льда, повернул на юг. Зимовать пришлось в «своем» бассейне. В октябре Ч. Холл совершил санный поход к северу от места зимовки и открыл узкую бухту, глубоко вдающуюся в сушу, доказав тем самым, что эта часть Гренландии – полуостров, позднее названный Землей Холла. В начале ноября Ч. Холл скоропостижно скончался. К лету 1872 г. жена Хендрика родила четвертого ребенка.
Пароход освободился из льдов 3 июля, но только 12 августа прошел пролив Кеннеди. В бассейне Кейна его снова зажали дрейфующие на юг льды, которые вынесли судно через пролив Смит в Баффинов залив. Здесь у 77°35' при сильном сжатии в шторм ночью 16 октября корабль приподнялся и лег бортом на льдину. Люди спустили на нее два вельбота и в панике начали сбрасывать продукты, одежду, оружие и топливо. Неожиданно льдина разломилась, и пароход, на котором оставалась часть команды, соскользнул в воду, выпрямился и исчез в темноте. На льдине же площадью более 1 км², продолжавшей дрейфовать на юг, осталось 19 человек, из них девять эскимосов; зимой она была довольно надежным убежищем. Эскимосы сложили из снежных плит несколько жилищ (иглу). Продуктов осталось мало, но мужчины-эскимосы удачно охотились на тюленей, дававших и еду, и топливо; все же один вельбот пришлось изрубить на дрова. Но в апреле 1873 г., когда льдину вынесло из залива в Атлантический океан, она быстро стала обламываться по краям и катастрофически уменьшаться. Когда поднялся южный ветер, льдина распалась; все 19 человек, с трудом разместившись на единственном вельботе, искали спасения на другой льдине, но и та быстро разломалась, и так повторялось несколько раз. Продукты все вышли, топливо кончилось, мокрая одежда не согревала. К счастью, в конце апреля у 53°35' с. ш. гибнущих людей заметили с китобойного парохода и взяли на борт. Во время ледового дрейфа, продолжавшегося шесть с половиной месяцев, люди с «Полариса» прошли более 2600 км по прямой линии, в последний месяц страдали от голода и холода, но все выжили: американцев спасли эскимосы. Все четверо детей были здоровы.
Оставшиеся на «Поларисе» 14 американцев вскоре посадили дававшее течь судно на мель. Они поставили домик на гренландском берегу в районе, где жили эскимосы, и благополучно провели там зиму. К началу июня 1873 г. они построили две лодки, медленно пошли на юг вдоль берега и через 20 дней на 76° с. ш. их спасло китобойное судно.