Três anos depois, Amundsen conseguiu uma vaga para a sua primeira expedição para a Antártida. A bordo do "Belgica", comandado por Adrien de Gerlache (1866-1934), teve também o primeiro contato com a morte e o desespero no continente gelado.

O objetivo da expedição era investigar a costa da Antártida. Os cientistas a bordo desembarcaram em dezenas de ilhas na costa da Terra de Graham, coletando amostras e fazendo medições ao longo do que hoje é conhecido como estreito Gerlache (onde hoje barcos turísticos passam toda a temporada).

Então, o "Bélgica" seguiu para sudoeste e ficou preso no gelo perto da ilha Peter I. A expedição ficou isolada por 13 meses e obrigada a enfrentar, sem planejamento a longa noite polar. Amontoados em um abrigo improvisado sofreram com o frio, a umidade e uma dieta inadequada.

Para tornar a situação mais dramática, havia ainda a dificuldade de comunicação entre os membros da equipe. A expedição era composta de principalmente de belgas e noruegueses, mas contava também com dois poloneses, um romeno e um americano (o Dr. Frederic Cook que posteriormente disputaria a honra de ser o primeiro homem a chegar a o pólo norte com seu compatriota Robert Peary).

Todos tiveram com espasmos musculares e letargia. Alguns apresentaram sinais de loucura, outros contraíram escorbuto. O geofísico Emile Danco (1869-1898) não resistiu as terríveis condições e morreu.

Apesar das dificuldades, a "Expedição Belgica" foi uma das mais importantes viagens para a Antártida do ponto de vista científico. Mesmo sendo de maneira involuntária, pela primeira vez uma expedição passou o inverno no circulo polar antártico.

Assim, informações puderam ser coletadas durante um ano inteiro, registrando dados metereológicos, do comportamento do gelo e da variação da composição das águas do mar. Novas plantas e animais foram observados e também registrada a primeira descrição da cadeia alimentar da Antártida.

De volta a civilização, Amundsen começou a planejar sua primeira expedição própria. O desafio: a "passagem noroeste", o mesmo traiçoeiro labirinto de gelo que tomou a vida de Sir John Franklin, autor dos relatos que embalaram a juventude do explorador.