Произошло неизбежное: левый борт «Челюскина» разорвало льдами. Вот как описал впоследствии эту картину радист парохода: «В серых сумерках произошло страшное — погибал наш корабль, наш дом... Скрежет, грохот, летящие обломки, клубы пара и дыма...» При катастрофе погиб один человек, не успевший спрыгнуть на льдину. Все остальные оказались в относительной безопасности в ледовом «лагере Шмидта». В зарубежном мире мало кто сомневался в трагическом исходе — неминуемой гибели 104 челюскинцев. Но их мужество и выдержка, большой организаторский талант О. Ю. Шмидта и его помощников помогли людям обрести спокойствие и надежду.

На льдине не было ни единого проявления паники, круглосуточно продолжались научные исследования по самой широкой программе. Люди, жившие в палатках на скудном пайке, не теряли присутствия духа. Спасение пришло к ним с неба. Гражданские и военные пилоты ринулись на помощь к людям. 13 апреля, ровно через два месяца после гибели парохода, последний челюскинец был доставлен на берег.

Под руководством О. Ю. Шмидта была организована первая дрейфующая полярная станция «Северный полюс-1». 6 июня 1937 года ее экипаж начал дрейф в арктических льдах. Эта экспедиция положила начало новому этапу в исследовании и освоении Арктики.

В 1944 году О. Ю. Шмидт разрабатывает гипотезу о происхождении Земли и других планет Солнечной системы. Ее возникновение было связано с тем, что появились новые данные, которые было трудно объяснить с помощью гипотезы Канта-Лапласа. Необходима была новая гипотеза, которая и объясняла бы эти данные. Ее разработали В. Г. Фесенко и О. Ю. Шмидт. По этой теории, Земля и другие небесные тела Солнечной системы образовались из холодного космического облака газа и пыли, имевшего дисковидную форму. Движение облака вокруг своей оси привело к его уплотнению и формированию небесных тел. После образования Земли начался ее разогрев и массовое излияние лавы, что привело к появлению первичной атмосферы и формированию первичной земной коры. Образование первичной атмосферы спровоцировало выпадение дождей и образование первичного океана.

Велики заслуги О. Ю. Шмидта перед отечеством, и его именем названы полуостров в северной части Новой Земли, вершина и перевал на Памире, остров в Карском море и другие объекты.