.
Премия от правительства Норвегии, гонорары за публикации и лекции позволили Амундсену не только расплатиться с долгами за экспедицию «Иоа», но и вести безбедную жизнь. Покорение северо-западного прохода стало для него своего рода пробным камнем, позволившим больше узнать о профессии полярного исследователя. Теперь он решился на второе, более серьезное северное путешествие: используя идею Нансена, Амундсен задумал дрейфовать вместе с арктическими льдами по Северному Ледовитому океану, а если представится возможность, то добраться до самого Северного полюса. Нансен тоже давно собирался совершить повторную экспедицию, но был в то время занят государственными делами. Он великодушно передал «Фрам» в распоряжение Амундсена и пообещал ему свое полное содействие. Собирая средства на новое путешествие, Амундсен представлял его как научно-исследовательскую экспедицию для исследования Северного Ледовитого океана; о намерении добраться до Северного полюса сначала специально не говорилось. С присущей ему серьезностью он неделями штудировал в Бергене океанологию.
В сентябре 1909 г. в газетах было опубликовано заявление его старого спутника по плаванию в Антарктику Фредерика Кука о том, что он покорил Северный полюс. Узнав об этом, Амундсен сразу же охладел к планировавшейся экспедиции. А когда в том же месяце о достижении Северного полюса заявил и Пири, Амундсен полностью утратил интерес к путешествию в Арктику. Но он продолжал подготовку к экспедиции, решив, что отправится не к Северному полюсу, а к Южному. Основным условием для воплощения в жизнь этого замысла была секретность. Он не собирался обострять отношения с капитаном Скоттом, готовившим экспедицию к Южному полюсу и ревниво относившимся к потенциальным соперникам. Амундсен был уверен в том, что правительство его страны не захочет осложнять отношения с Англией поддержкой собственной экспедиции к Южному полюсу. Когда «Фрам» 7 июня 1910 г. отплыл от берегов Норвегии, лишь его брат и несколько друзей были в курсе замысла. Только 9 сентября перед отплытием с Мадейры Амундсен объявил о своих истинных намерениях.
Команда судна отнеслась к новости философски. Экспедиция к Южному полюсу была не менее интересной и обещала дать более ощутимые и скорые результаты, чем долгий трансарктический дрейф. При поддержке своих спутников, зная, что Скотт тоже отправился в путешествие, Амундсен продолжал двигаться к цели. От Мадейры «Фрам» без остановок доплыл до Австралии, откуда ушел к морю Росса. К середине января 1911 г. путешественники достигли восточной оконечности Ледяного шельфа Росса; к концу месяца группа, высаженная на берег, завершила постройку Фрамхейма — лагеря, состоявшего из хижины, собранной из заранее подготовленных модулей, и нескольких палаток, где предстояло зимовать исследователям и собакам, которых у них было больше сотни.
4 февраля норвежцы принимали у себя делегацию экспедиции Скотта, прибывшую на его корабле «Терра Нова». Сам Скотт и участники его похода расположились на зимовку на мысе Эванс у пролива Макмардо; на судне приплыли лейтенант Виктор Кэмпбелл и люди Скотта, собирающиеся зимовать на земле Короля Эдуарда VII. Исследователи и члены корабельной команды обменялись сердечными приветствиями и информацией. Кэмпбелл отправился продолжать работу к южной части земли Виктории. Вскоре «Фрам» отплыл к Буэнос-Айресу, а оттуда в долгое исследовательское плавание по Южным морям. С конца февраля по начало апреля Амундсен и его спутники, оставшиеся на зимовку, создавали склады с запасами продовольствия по пути следования намеченной на весну экспедиции дальше к югу на ледяном шельфе.
Зима прошла без особых происшествий, все готовились к предстоящему испытанию — путешествию к полюсу. Стремясь во что бы то ни стало добраться туда раньше Скотта, Амундсен и четверо его спутников попытались отправиться в путь в конце августа, однако сильные морозы заставили их вернуться во Фрамхейм. Они выступили 15 октября. Если бы они знали, как обстоят дела у англичан, то так бы не торопились. Экспедиция Скотта стартовала с мыса Эванс неделю спустя. Английские путешественники были сравнительно слабо оснащены и недостаточно подготовлены; сани в основном приходилось тащить людям. Раньше или позже Скотт был обречен уступить пальму первенства полученному в тяжких трудах профессионализму Амундсена. Ни его тракторы, ни плохо управляемые низкорослые лошади, ни собачьи упряжки, ни стратегическое планирование всего предприятия не шли ни в какое сравнение с подготовкой экспедиции норвежцами. Несмотря на все приготовления и безукоризненную продуманность деталей путешествия Амундсеном, назвать экспедицию легкой никак нельзя. Его неизвестный ранее маршрут протяженностью 2250 км проходил по изрезанному глубокими расселинами ледяному шельфу на высоте почти 3000 м по открытому всем ветрам леднику и далее через центральное плоскогорье. Группа из пяти человек с четырьмя прекрасно выдрессированными собачьими упряжками поднялась на ледник за 4 дня. Когда собаки сделали свою работу, их пришлось застрелить и оставить лишь 18 животных. Путешествие проходило по намеченному плану. Группа дошла до Южного полюса 14 декабря 1911 г. Удостоверившись в том, что они действительно достигли полюса, путешественники отпраздновали победу и отправились в обратный путь. Они продвигались достаточно быстро, ориентируясь по флажкам и пирамидам из камней, оставленным на пути к полюсу. Все участники похода были прекрасными лыжниками, иногда они ехали на санях. Обратное путешествие оказалось не менее сложным, чем дорога к полюсу: повсюду их подстерегали глубокие расселины и многие другие опасности, связанные с пребыванием на сильнейшем морозе. Но все они были людьми закаленными и прекрасно подготовленными, питались отлично, великолепно владели лыжами и искусством выживания в снегах, а кроме того, им сопутствовала удача. 26 января 1912 г. все вернулись в Фрамхейм, где их уже ждал «Фрам», и отплыли к родным берегам.