1901年—1916年，南极洲的探险非常活跃。

1901年，斯科特船长领导的探险队，乘坐雪橇抵达82°7′S，163°30′E处，完成了一系列的科学观测工作。

1901年—1904年，努登舍尔德领导的瑞典探险队，在南极半岛的东岸得到许多地理上的发现。

1907年—1909年，沙克尔顿领导的探险队，穿越罗斯冰架，在罗斯岛过冬。次年向南出发，他们用西伯利亚矮种马和人拉雪橇，于1909年1月9日抵达88°23′S、162°E处，找到了通往南极点的路线，并且创造了离南极点只有179.7公里的最南的记录。

1909年—1910年，沙尔科成功地探险到南极半岛西部海岸，发现了沙尔科岛。

1911年，菲尔希纳的船“德兰”号首先到达威德尔海的前端，他是从海的东边进入的。1912年，白濒矗来到惠尔湾，并在罗斯冰架上乘雪橇作了一次短程旅行。

1911年—1914年，莫森率领一支探险队来到澳大利亚的“属地”，获得了若干地理上的发现，并搜集到了许多科学资料。

1914年8月，沙克尔顿计划从威德尔海的科茨地乘雪橇穿越大陆，直抵罗斯海。但他所乘的“持久”号被大块浮冰所困，而向北漂浮到威德尔海，最后沉没。船上的一行人在大块浮冰上漂流，最后到了象海豹岛。此后，沙克尔顿等5人又从象海豹岛乘小艇抵达东北约1300公里处的南乔治亚岛，最终搭救了在象海豹岛上的全部队员。

1911年，由挪威的阿蒙森、德国的菲尔希纳、英国的斯科特、澳大利亚的莫森和日本的白獭矗中尉等领导的探险队，分别在南极大陆展开探险，他们都以南极点为目标。阿蒙森是第一位到达南极点的人。他原计划驾驶“弗拉姆”号离开挪威，经由合恩角和白令海峡前往北极点。当他得知皮尔里于1909年4月6日到达了北极点，他就改变了计划，将探险目标转向南极点。

1911年10月20日，阿蒙森等一行5人开始了南极点的远征。他们在3天的时间里就到达了80°S，每天平均行进38公里。阿蒙森从82°S起，沿163°E南下，在每个纬度上为返回旅行布设一个食物仓库。在85°S，即罗斯冰架与陆地相连接处。阿蒙森一行人爬上达3231米的冰山的高处，12月6日登上了毛德皇后山脉，12月7日他们穿过沙克尔顿创造的88°23′S的记录处。12月14日，到达了南极点，设立营地并设置天文台，进行了连续24小时的太阳观测，确定出南极点的平均位置，并垒起一堆石头，插上雪橇作标记，挪威的国旗也在此飘扬。他们在地球的最南端共住了3天，1912年1月25日，阿蒙森等5人，乘11只狗拉的两架雪橇安然回到了他们的过冬基地—弗拉姆之家。

1911年1月1日，以斯科特为首的5人探险队在支援队的陪同下，离开麦克默多海峡，向南极点进发。他们所带的西伯利亚矮种马无法在软雪中行走，三辆履带式拖拉机也成了一堆废铁，只好靠人拉雪橇来运补给品，他们终于在阿蒙森到达南极点之后的第三十五天，来到了此地，并发现了阿蒙森的帐篷。他们在南极点住了两天，重新确定了南极点的位置，测得的结果与阿蒙森确定的南极点只差几百米，1月18日开始返回。

在归途中，由于食物不足，加上天寒地冻，体力不支，全体人员在风雪中捐躯。其最后行程的记载日期是1911年1月29日。飞机为南极的探险开辟了一个新纪元。英国的威尔金斯爵士是驾机从事南极洲探险的第一人。他于1928年1月26日从迪塞普申岛起飞，沿着南极洲半岛的东岸飞抵70°S处，首次在南极半岛上进行了长距离的飞行。1929年他再度领航探险南极洲，绘制了沙尔科岛的轮廓图，并飞达南极洲的西部。

1928年—1930年，美国的伯德在惠尔湾内建立了小美洲基地。1929年11月18日、19日，由伯德率领巴尔钦等人，首次飞人南极内陆，抵达南极高原，环绕南极点飞行，从飞机上拍摄了南极洲大约；9万平方公里的区域，看到了以前未曾发现过的山区，为美国提出了150°W以西大片陆地的领土要求，成为首次飞越南极点的空中探险。1926年—1937年，挪威籍的克里斯膝森、米克尔森多次领导探险队在南极洲探险飞行。

在1934年—1935年夏季的探险中，他们发现了英格丽德·克里斯腾森海岸，并进行了航空测量。1935年2月，米克尔森夫人随挪威探险队一起在英格丽德·克里斯腾森海岸登陆，并成为登上南极大陆的第一位女性。

1936年2月4日，克里斯腾森夫人在航空探险中，发现了哈拉尔王子海岸。挪威在这一系列的探险活动中，发现了3600公里长的南极海岸线，航空测量了8万平方公里的南极大陆。他们除进行了三次登陆外，还从飞机上向多个地点投下了挪威国旗。

1933年—1939年，美国的埃尔斯沃思进行了四次探险。1935年，他完成了横越南极大陆的飞行，他从南极半岛顶端的邓迪岛起飞，直达惠尔湾东南26公里处，共飞行了22天，航程长达3700公里，先后着陆四次。

埃尔斯沃思的探险，证实了飞机可以在南极大陆进行多种项目的考察作业，并可代替长距离的雪橇旅行考察，他在飞行中发现了森蒂纳尔岭和霍利克一凯尼恩高原，并将80°W和120°W之间的906万平方公里的陆地宣布为美国所有。

1938年—1939年，他又架机在80°E的地区飞行了438公里，为美国要求了约20万平方公里的陆地，并把这一地区命名为美国高地。

1938年—1939年，由里彻领导的德国探险队飞人毛德皇后地，对35万平方公里的陆地进行了航空摄影，利用照相和观察手段对60万平方公里的地区进行了空中侦察。他共飞行1.2万公里，每隔25公里投下一面德国国旗，并将21°E与12°W之间新发现的陆地绘制成图。

1939年—1941年，由伯德率领的美国南极勤务队，主要从事空中勘察，以及继续进行早期的科学计划，他们在惠尔湾建立了西基地，在斯托宁顿岛建立了东基地。他们从东西基地进行了远距离的航空测量，三次飞过阿蒙森海中的大块浮冰，确定了埃尔斯沃思高地和沃尔格林海岸的位置。他们沿着威德尔海岸向南飞行，超过了威尔金斯1928年沿威德尔海海岸飞行最南的地点402公里。雪橇队用84天的时间行走了2027公里，到达了西南面的乔治六世洼地、威德尔海西南沿岸和罗斯湾。同时勘探了804.6公里大陆的新海岸，证实了亚历山大地确为一岛屿。在两个基地上均进行了科学考察。

第二次世界大战的爆发，使得南极洲的探险计划陷于停顿。直到1946年美国的“跳高行动”计划实施时才又逐渐活跃起来。

美国1946年—1947年的“跳高行动”计划，派出舰船13艘，出动各种飞机26架，参加人员达4700名。在南极水域停留的近40天的时间里，他们从惠尔湾内的小美洲基地，向南、向东飞行。用两架水上飞机沿着南极大陆周围飞行，所到之地除了南极洲半岛和威德尔海的海岸外，几乎包括了全部的南极大陆海岸。对南极沿岸的60%进行了观察和摄影，航空摄影1.5万公里，在64次飞行中拍摄照片7万张，确定了十八座山的地理位置，设下了68个主权要求标记。

1946年—1948年，龙尼南极考察探险队的3架飞机飞行了346小时，着陆86次，拍摄了1.4万张航空照片，新发现了十三个地区，证实了南极洲确为一大陆。他在威德尔海南部发现的高地，排除了“大陆在此为海峡所分”的说法。

1949年—1952年，由挪威、瑞典、英国所组成的探险队，冬季在10°W的毛德皇后地从事科学研究，他们用地震法探测的冰层厚度为274米—2271米，还用飞机沿海岸探测飞行了804公里。

1950年1月，法国维克托领导的探险队，在阿黛利海岸建立了马丁港基地，从事气象学或其他学科的研究，1952年关闭。1956年又被启用，成为国际地球物理年计划的一部分。

1954年，澳大利亚在62°55′E，67°36′S的麦克·罗伯逊地建立第一个常设基地，并进行气象学或其他方面的研究。

国际地球物理年期间，参与国际地球物理年研究的国家共有66个，其中有6国在南极大陆或附近岛屿上建立基地。美国海军船只于1955年启航，到麦克默多海峡设立科学研究设施，并在惠尔湾建立科学基地。此外由12艘船、3525人和40架飞机所组成的“深冻行动Ⅱ”，又另建立了五个站。

1957年冬由88人组成的探险队在南极洲设置了“小美洲五号”基地。

1954年—1955年，阿根廷在菲尔希纳冰架上建立贝尔格拉诺基地，1955年10月首次在这里探险飞行。法国在阿黛利海岸建立基地，日本利用破冰船在奥拉夫王子海岸建立基地。比利时在毛德皇后地建立国际地球物理年用的科学考察站。挪威在距马塔公主海岸64公里的内地建立考察站。

1957年1月，新西兰在罗斯岛建了斯科特站，并派遣补给队，协助富克斯博士领导的探险队在1957年末从威德尔海经南极点横越南极大陆到达罗斯海。

此外，美国建立了十二个基地，智利建立了六个，阿根廷建立了八个，前苏联在南极洲也建立了一些基地，如派船到其建在玛丽王后海岸上的基地和平站，并在距370公里的内陆建立了前进基地。

1956年2月澳大利亚在麦克·罗伯逊地重建其先前所建的莫森站。另外，还派探险队进入内陆483公里从事地质及地理的探查和科学研究。

1957年1月，美国海军的破冰船抵达古尔德湾，船上有30位军人，9位科学家，在龙尼船长的领导下，在此地过冬。由蒂尔领导的探险队在80天内行走1313公里，发现了一狭长的海沟，从古尔德湾延伸到伯德站附近，低于海平面1067米。龙尼曾多次飞行到内陆探险，发现了一些新的山和一座面积约1000多平方公里的大岛。

1958年2月，国际地球物理年的计划完成后，国际科联成立了南极研究特别委员会即现在的南极研究科学委员会(SCAR)，组织、协调南极科学考察研究活动。