С первых часов полета самолет вступил в борьбу со стихией: после взлета машина вошла в облачность, на подходе к Новосибирску у самолета началось обледенение, на высоте 6500 метров начавшаяся болтанка вынудила поднять самолет еще выше, до высоты 7450 метров. Работать экипажу пришлось в кислородных масках и на лютом морозе.

За Красноярском в сложившихся условиях радиостанция «Родины» замолчала. По графику полета над Байкалом следовало изменить курс, чтобы выйти к Транссибирской магистрали. Но, не видя местности и не слыша радиомаяков, экипаж самолета рисковал пересечь китайскую границу. Командир принимает решение – только вперед! Облака раздвинулись лишь над Охотским морем в районе Шантарских островов.

Далее «Родина» последовала на юг, к ближайшему аэродрому в Комсомольске-на-Амуре. В 10 часов по московскому времени 25 сентября внизу показались озера реки Амгунь, и тут же на приборной панели вспыхнула красная лампочка – горючее на исходе, а в разрыве облаков – тайга. Вскоре моторы начали глохнуть. Самолет удалось посадить на болоте. Он пробыл в воздухе 26 часов 29 минут. Маршрут поиска летчиц определили по последней пеленгации Расковой, взятой Читинской радиостанцией.

На поиски были мобилизованы свыше пятидесяти самолетов, сотни пеших отрядов, следопыты на лошадях и оленях, рыбаки на лодках и катерах. Нашел самолет 3 октября экипаж биплана-разведчика Р-5 во главе с командиром М.Сахаровым. 6 октября около 11 часов утра отряд спасателей и летчицы, оставив самолет до морозов на болоте, двинулись к реке Амгунь, через поселок Кербь в Комсомольск-на-Амуре, а затем в Хабаровск.

Из Хабаровска в Москву следовали специальным поездом, увитым цветами, под гром оркестров. За выполнение этого перелета и проявленные при этом мужество и героизм Валентине Гризодубовой, Полине Осипенко и Марине Расковой 2 ноября 1938 года присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина.