Когда в 1921 году было заключено торговое соглашение с Великобританией и торговый договор с Норвегией, снова встал вопрос о Карской товарообменной экспедиции, так как Англия и Норвегия являлись основными потребителями сибирской продукции. Подготовка к этой экспедиции проходила под личным контролем Ленина, и это был первый случай, когда государство брало на себя всю организацию сложного арктического мероприятия. Сибирь должна была поставить в Западную Европу графит, асбест, кожсырье, шерсть и волос. Подготовка к экспедиции протекала в тяжелых условиях: в стране голод и разруха, нехватка специалистов по Арктике, топлива и судов. Тем не менее, все эти трудности не убедили большевиков прервать начатое.
В состав Карской экспедиции входили два речных отряда — Обский и Енисейский и два морских — Заграничный и Архангельский. Из-за долгого ремонта и задержки с подвозом топлива суда вышли на несколько дней позже намеченного срока. Руководители экспедиции опасались того, что самый трудный участок на Карском море оставался для них неизвестным в плане навигации. В связи с этим был составлен первый в истории прогноз ледовой обстановки Карского моря. Также была создана служба погоды, которая ежедневно должна была собирать метеорологические сведения насчет льдов и погоды и оповещать о них суда Карской экспедиции. Таким образом, суда могли обладать некоторой информацией о навигационных условиях в Карском море.
До своего пункта назначения все суда добрались успешно. Успешно проходила выгрузка и погрузка товаров: речные суда приняли 658 532 пуда импортных грузов и передали на морские суда 295 566 пудов экспорта и 534 984 пуда хлеба для Архангельска. Обратное же плавание оказалось тяжелым. В районе, по которому пролегал маршрут экспедиции, суда встретили сплоченные, трудно проходимые льды, принесенные из северной части Карского моря. Несмотря на то, что капитан М. В. Николаев предлагал часть судов оставить перезимовать в сибирских реках, руководство Архангельского порта отвергло это предложение. Тогда было принято решение пароход «Обь» взять на буксир ледокольному пароходу «Седов», а после встречи с енисейскими судами, и обские и енисейские суда были соединены проводкой ледокола «Ленин» и стали продвигаться к Югорскому Шару.
Но все эти меры предосторожности не помогли, и «Енисей» буквально у всех на глазах пошел ко дну тогда, когда этого меньше всего можно было ожидать. Пароход получил пробоину от удара о небольшую льдину и затонул в течение 17 минут: к счастью, весь экипаж удалось спасти, но погибло 120 тысяч пудов зерна и муки. Вскоре после трагического случая с «Енисеем» пароход «Обь» тоже получил пробоину от очень сильного удара об лед левой скулой. Из-за усиливавшегося шторма и плохой видимости горизонта остальные суда-участники Карской экспедиции не смогли прийти на помощь «Оби». Они смогли приплыть только на место гибели парохода, где обнаружили только всплывшие предметы с палубы. Так затонуло еще одно судно Карской экспедции.
26 сентября весь остальной отряд благополучно прибыл в Архангельский порт, поэтому несмотря на гибель двух судов, задача экспедиции была выполнена: отряд доставил по назначению для крестьян Сибири сельскохозяйственное оборудование, некоторые железнодорожные материалы, охотничьи ружья, скобяные и другие товары и вывезла за границу грузы, покрывшие стоимость импорта.
Всего в Сибирь было завезено свыше 639 пудов товаров, вывезено 830 тысяч пудов различных грузов, ценнейшим из которых был сибирский хлеб. Это позволило говорить о том, что Карская экспедиция прошла успешно. Тем не менее, экспедиция 1921 года обратила всеобщее внимание на необходимость развития Карского морского пути.
