Летчик Грацианский в период с 14 сентября по 30 октября совершил с мыса Барроу шесть полетов. Самый дальний — по 148-му меридиану до 75 градусов 30 минуты северной широты. Экипаж провел в воздухе 42 часа, покрыл расстояние 10000 километров.

Поисковая экспедиция под командованием начальника полярной авиации Марка Шевелева прибыла на остров 14 сентября. Но уже наступала полярная ночь, к тому же бушевала метель. 7 октября Михаил Водопьянов совершил, по сути, один-единственный серьезный поисковый полет. Он продолжался 10 часов — первый в мире ночной полет за Северный полюс.

В начале октября в Москве был сформирован еще один отряд тяжелых самолетов под руководством опытнейшего полярного летчика Б.Г. Чухновского. Самолеты снабдили дополнительными фарами, новыми приборами; однако и этому отряду пропавший самолет обнаружить не удалось. Непогода заставила на два месяца приостановить поиски.

14 и 15 января 1938 года американец Уилкинс с пилотом Кеньоном совершили первый полет при лунном свете. Они пролетели на Север и обратно расстояние около 1420 миль, сделав поворот в точке, расположенной на 76 градусе северной широты и 170 градусе западной долготы, где встретились с густой облачностью.

14 марта отважные американцы совершили последний поисковый полет. Они достигли точки 87 градусов 50 минут северной широты и 105 градусов западной долготы, затем повернули обратно и приземлились в Аклавике, преодолев расстояние примерно 3300 миль.

Внимание поисковой группы на Аляске привлекло сообщение эскимосов, якобы видевших 21 августа в Бичи-Пойнт какой-то самолет, появившийся примерно в 5 милях от берега и потом исчезнувший. Уилкинс сказал, что Леваневский, по-видимому, долетел до Эндикотта (горного хребта, вытянувшегося вдоль побережья Аляски) и потерпел аварию. Полярный исследователь заявил, что необходимо обследовать район к северу от Эндикотта — от 144 до 150 градусов долготы.

2 и 3 марта Уилкинс облетел район высокогорья, но на след пропавшей экспедиции ему выйти не удалось. Отчет о своем полете он отправил В. Стефансону. По мнению последнего, «возможность нахождения в горах обломков мала. Если бы люди уцелели, ушли бы в безопасное место. Если бы произошло столкновение с горой в тумане, это привело бы к погребению самолета под снегом».

Среди прочих высказывалась следующая гипотеза: после посадки в районе 88—86 градусов 148-го меридиана экипаж Леваневского дрейфовал в сторону Северного полюса, и по аналогии с экспедицией папанинцев их льдину понесло к Атлантическому океану. К середине зимы «лагерь» Леваневского — теоретически — мог оказаться между Землей Франца-Иосифа и Гренландией.

Советская поисковая экспедиция с острова Рудольфа предприняла 31 марта 1938 года полет в направлении Гренландии. Его совершил Я. Мошковский. Экипаж облетел район между 82 и 84 градусами к востоку от Гренландии, но ничего не обнаружил.

Некоторые американские специалисты считали, что льдина с лагерем Леваневского могла попасть в водоворот и двигаться вдоль канадских арктических островов и побережья Аляски.

Буквально все радисты, работавшие в Арктике, круглосуточно слушали, не раздастся ли долгожданный позывной самолета Н-209 — РЛ. Все радиограммы передавались цифровым кодом. Много споров до сих пор вызывает последняя радиограмма Леваневского — «48340092»: 48 — предполагаем совершить посадку в… 92 — Леваневский. Но что скрывается под цифрой «3400»? На это счет существует несколько версий.

У штурмана Левченко была карта Арктики, разбитая на пронумерованные квадраты, по которым передавались на борт метеосводки. Квадрат 34, с координатами 70—75 градусов северной широты и 85—115 градусов западной долготы, приходится на район Канадского архипелага. Не исключено, что Леваневский после отказа мотора мог направить самолет именно в этот район и достичь одного из островов.