Решение командующего Беломорской флотилией Ю. А. Пантелеева сводилось к следующему: в Карском море ледоколы провести во льдах по большим глубинам, чтобы исключить их обнаружение противником, а от пролива Карские Ворота они должны были следовать по чистой воде под эскортом сил Северного флота, так как в Баренцевом море можно было ожидать нападения, как подлодок, так и надводных кораблей противника.
От Карских Ворот конвой АБ-15 прикрывала морская авиация, а бригада кораблей траления тралила на отдельных опасных участках маршрут следования прямо перед прохождением каравана. Кораблям охранения «Мурману» (ЗМ-90) и «Дежневу» (СКР-19) стояла задача защищать ледоколы от мин и торпед своими корпусами. В пролив Югорский Шар был направлен бункеровщик с углем.
Вся операция делилась на четыре этапа. Первый этап – встреча ледоколов «И. Сталин» и «Северный ветер» у мыса Неупокоева (остров Большевик в архипелаге Северная Земля) кораблями эскорта ЗМ-90 и СКР-19. Второй этап – переход каравана во льдах до встречи с первым эскортным отрядом. Третий этап – продвижение конвоя от кромки льда до пролива Карские Ворота, то есть до рандеву со вторым эскортным отрядом. Четвертый этап – следование конвоя от Карских Ворот до порта Молотовск.
Адмирал Пантелеев лично руководил всей операцией, находясь на лидере «Баку». Отрядом ледоколов командовал начальник штаба Беломорской флотилии контр-адмирал В. Н. Боголепов. Командный пункт отряда ледоколов находился на ледоколе «И. Сталин», (капитан В. И. Воронин). Ледоколом «Северный ветер» командовал Ю. К. Хлебников.
Первый эскортный отряд состоял из эсминца, пяти тральщиков американской постройки типа «АМ» и восьми сторожевых катеров типа «МО». Второй эскортный отряд состоял из девяти эсминцев Северного флота. Воздушное прикрытие перехода ледоколов было возложено на две оперативные группы ВВС Беломорской флотилии, базировавшихся в Иоканьге, бухте Белужьей, Амдерме и Нарьян-Маре. Для прикрытия конвоя АБ-15 во время перехода задействовали значительные силы авиации флотилии: в Архангельске для этой цели привлекалось 8 самолетов типа "Киттихаук"; в Поное – 8 самолетов типа "Ла-3", 4 самолета типа "Ил-4" и 9 самолетов типа "Киттихаук"; в Иоканьге – 4 самолета типа "Каталина"; в Нарьян-Маре – 4 самолета типа "Ил-4"; в Амдерме – 3 самолета типа "Ил-4" и один типа "Дуглас"; в Белужьей – 6 самолетов типа "Киттихаук".
Поэтапное развертывание операции началось 24 октября 1944 года с точки рандеву в пяти милях к западу от мыса Неупокоева на архипелаге Северная Земля. Из-за минной опасности следовали на 10 миль южнее побережья острова Большевик. На втором этапе перехода караван двигался во льдах, часто попадая в дрейф из-за малой скорости и заклинивания в тяжелых льдах.
Второй этап являлся сложным по определению места встречи каравана с эскортом. Нужно было определиться и с временем рандеву, которое определялось как "… спустя двое суток после точки". Это означало, что сигналом станет переданная по радио в эфир "точка" по азбуке Морзе. Эту точку, переданную по радио, не смогли бы засечь вражеские радиостанции.
15 ноября отряд вышел к кромке льдов в точку с координатами 66°48' восточный долготы и 75° северной широты и дал сигнал "точка". Двое суток караван лежал в дрейфе, ожидая подхода эскорта. 17 ноября ледоколы встретились с первым эскортным отрядом. От точки рандеву до Карских Ворот было 240 миль. Уже через час после начала движения эсминец «Деятельный» обнаружил присутствие подводной лодки противника. Он атаковал ее, сбросив 10 больших и 5 малых глубинных бомб, и посчитал подлодку поврежденной.
Днем 18 ноября были снова обнаружены вражеские подводные лодки. При их обнаружении корабли эскорта давали ракетами сигналы, ледоколы уклонялись в сторону с повышенной скоростью. Всего на переходе до Карских Ворот было установленно 11 гидроакустических контактов с вражескими подлодками, шесть из которых были очень уверенными. 19 ноября минут караван встретился с кораблями второго эскорта.
Четвертый этап перехода осуществлялся с усиленным охранением из 9 эсминцев. Маршрут конвоя шел севернее острова Колгуев по наибольшим глубинам. Начавшийся шторм, ветер в девять баллов сильно препятствовали движению каравана. Особенно тяжело приходилось ледоколу «Северный ветер». Размах его качки достигал 60°, резко упала скорость движения (до 3-4 узлов). Около четырех часов утра 24 ноября 1944 года конвой АБ-15 вошел на внутренний рейд Молотовска. Переход ледоколов из Арктики к началу зимней навигации был успешно завершен.