Leder: Roald Amundsen. Fartøy: Fram.
Målet var Sydpolen. Landstasjonen Framheim ble anlagt i Hvalbukta (Bay of Whales) på 78° 38ʹ s.br. og 163° 40ʹ v.l. Polferden startet 19. oktober 1911 med fem mann, fire sleder og 52 hunder. De nådde Sydpolen 14. desember og var tilbake på Framheim 26. januar etter kanskje den dristigste og best gjennomførte sledeferd som er gjort i polaregnene.
Kristian Prestrud med Hjalmar Johansen og Jørgen Stubberud utforsket Edward 7 Land. Vinteren 1911 foretok Fram under kaptein Thorvald Nilsen et større oseanografisk tokt i Sør-Atlanteren.
Forberedelser
Etter at det første av de gjenstående målene innen arktisk oppdagelse var erobret, var det Nordpolen som stod for tur. Amundsen, som la frem sine planer i Det Norske Geografiske Selskab høsten 1908, erklærte at hans neste ekspedisjon skulle bli en gjentakelse og videreføring av Nansens drift over Polhavet. Han skulle få Nansens velsignelse til å låne skuta Fram mot at vitenskapelige undersøkelser ble satt i høysetet. I tillegg skulle driften forhåpentligvis gå lenger nord – over Nordpolen. Da både Frederick Cook og Robert Edwin Peary i 1909 annonserte at de hadde nådd frem til denne, valgte imidlertid Amundsen å legge om sine planer. Ferden gikk i stedet sørover til Antarktis. Dette var den tredje Fram-ekspedisjonen.
Kappløpet mot Scott
Etter omfattende forberedelser forlot ekspedisjonen Kristiania 7. juni 1910. At de skulle til Sydpolen i stedet for Nordpolen ble holdt hemmelig, også for de fleste av deltakerne, inntil de kom til Madeira, som var siste landfall før Antarktis. Endringen i planen var ekstra ømtålig, både fordi Nansen hadde gitt Amundsens nordpolsekspedisjon sin fulle støtte, og fordi den britiske antarktisekspedisjonen under Robert F. Scott også var underveis til Sydpolen. Amundsens kortfattede telegram til Scott – «Tillater meg å informere om at Fram går til Antarktis. Amundsen» – sjokkerte britene, og hans valg av noenlunde samme område i Antarktis til hovedbase som der Scott allerede tidligere hadde etablert seg, ble oppfattet som urent spill.
Amundsen hadde etter inngående forstudier valgt et annet startsted for fremstøtet mot Sydpolen enn de tidligere britiske ekspedisjonene, nemlig Hvalbukta midt på Rossbarrieren, som Carsten Borchgrevink hadde påvist i 1900. Det lå nærmere Sydpolen, men terrenget sørover var helt ukjent. Scott fulgte Ernest Henry Shackletons rute fra 1908. Amundsen tok dermed en stor sjanse, men valget av overvintringsbase gav ham allerede et avstandsforsprang på Scotts ekspedisjon ved McMurdo-sundet.
Kombinasjonen ski og hundesleder, erfarne menn, bruk av hunder til mat underveis og eksakt depotutlegging kunne ikke gjøres bedre, og den tre måneder lange turen til Sydpolen og tilbake ble gjennomført nesten uten problemer. Amundsens eneste grove feil var et første, altfor tidlig startforsøk, presset frem av redsel for at Scott skulle komme først. Både hunder og menn holdt på å fryse i hjel, og Amundsen sviktet som leder ved å etterlate de svakeste menn for å skynde seg i forveien tilbake til overvintringsbasen Framheim. Dette førte til en alvorlig krangel med Hjalmar Johansen, som hadde vært Nansens følgesvenn på turen fra Fram til Frans Josef Land i 1895–1896. Johansen ble satt utenfor polpartiet og senere sendt hjem uten ære.
Amundsen når Sydpolen
14. desember 1911 stod Amundsen, Olav Bjaaland, Helmer Hanssen, Sverre Hassel og Oscar Wisting som de første på Sydpolen. Det norske flagget ble plantet i snøen av alle fem samtidig, og Amundsen gav platået navnet Kong Haakon VIIs Vidde. Han noterte dagen til 15. desember – han hadde glemt å justere datoen tilbake da de krysset den internasjonale datolinjen på vei sørover med Fram, men det var altså dagen før. De ble på stedet i fire dager for å peile inn punktet så nøyaktig som mulig. Da de dro, etterlot de et lite telt, noe utstyr og brev til kong Haakon og Scott. Scott og hans menn nådde frem en måned senere, og alle fem omkom på hjemveien. Amundsens gruppe nådde tilbake til Framheim etter 99 dagers fravær og ca. 3000 km sledekjøring. De vitenskapelige resultatene ble ikke så store, det var erobringen av Sydpolen som var det viktigste målet.
Hele overvintringsgruppen forlot basen Framheim og Hvalbukta 30. januar 1912. Det tok fem uker å nå land, Hobart på Tasmania, hvor nyheten om erobringen av Sydpolen kunne meddeles verden. Nå skulle egentlig Amundsen fortsette med ekspedisjonen mot Nordpolen, som han hadde lovet Nansen. Men det varte og rakk mens han holdt inntektsinnbringende foredrag i Australia og New Zealand, Europa og Amerika. Fram ble liggende for lenge i varme farvann ved Sør-Amerika og ble for markspist til å tåle en ny kamp med isen i det nordlige Polhavet.