Hans første forsøk i 1896 måtte oppgis på grunn av feil vindretning. Men året etter, 11. juli 1897, startet Salomon August Andrée, Nils Strindberg og Knut Frænkel reisen mot Nordpolen i hydrogenballongen ”Örnen”. Ballongen var utstyrt med lange slepeliner som blant annet skulle brukes til å styre med. Allerede under oppstigningen røk deler av slepelinene, og de mistet styringen på fartøyet. Etter hvert som de kom lenger nord, førte regn og tåke til ising på ballongen, og etter 65 timer i luften ble de tvunget til å lande. Nå startet en 3 måneder og 400 kilometer lang vandring til fots i isen.
Tidlig i oktober nådde de Kvitøya.
Forsøket på å overvintre på Kvitøya endte tragisk. Alle tre døde etter ganske kort tid. Hva som forårsaket dette er usikkert. En teori er at de fikk trikinose ved å spise isbjørnkjøtt, en annen at de omkom av kullosforgiftning i teltet. Nyere forskning antyder at dødsårsaken var isbjørnangrep.
I 33 år var verden ukjent med Andrées skjebne. Men i august 1930 fant en norsk ekspedisjon til Frans Josefs land under ledelse av Gunnar Horn tilfeldigvis overvintringsstedet. Her fant de restene av mannskapet. De fant også deres dagbøker, en del gjenstander, samt en god del film. Filmen viste seg å kunne framkalles selv etter alle disse årene under is og snø, og inneholdt fotografier fra hele ferden.
Det ble også funnet vitenskapelig materiale, særlig astronomiske og meteorologiske observasjoner.
Andrée, Strindberg og Frænkel ble ført hjem og begravet fra Storkyrkan i Stockholm den 5. oktober 1930.