14 октября, уже на пороге полярной зимы и ночи, атомоход, пробиваясь через многолетние тяжелые льды, обнаружил в Восточно-Сибирском море прочную льдину для организации дрейфующей научной станции «Северный полюс-10» и высадил на нее персонал. Ранее это выполняла только авиация. После 10 дней стоянки, во время которой выгружались на лед грузы, строились дорога и аэродром, возводились постройки, «Ленин» отправился в обратный путь на запад вдоль южной кромки много летних льдов, где еще никогда не совершались свободные плавания судов. Во время перехода велись научные работы и на льду были установлены 16 дрейфующих автоматических радиометеостанций (ДАРМС). Затем ледокол через пролив Вилькицкого вышел в Карское море и 22 ноября прибыл в Мурманск.
Третья навигация «Ленина» началась по тем временам необычайно рано – 5 июня 1962 года и продолжалась 5 месяцев. Около 400 судов провел атомоход самостоятельно и совместно с другими ледоколами, оставив за кормой более 82 тысяч миль.
В 1970 году «Ленин» возглавил первую проводку судов в устье Енисея в осенне-зимний период (ноябрь) для доставки необходимых грузов и обеспечения вывоза из Дудинки продукции Норильского горно-металлургического комбината. Тем самым был сделан первый шаг к превращению Дудинки в порт, действующий круглый год.
В 1971 году ледокол осуществил свой второй высокоширотный рейс. Этот поход был вызван необходимостью перегона ледокола «Владивосток», прошедшего гарантийный ремонт, из Мурманска в порт Певек к началу навигации в восточном секторе Советской Арктики. Выйдя из Мурманска 26 мая, в необычайно ранние для того времени сроки, «Ленин» провел «Владивосток» севернее Новой Земли, Северной Земли и Новосибирских островов в восточную часть Арктики. На обратном пути атомоход впервые в истории мореплавания вскрыл пролив Вилькицкого с востока и к началу традиционной навигации был уже у острова Диксон.
В начале 70-х годов на полуостове Ямал были открыты крупные залежи газа. Прилегающие нему воды Карского моря девять месяцев в году покрыты льдом, да и в навигационный период подходы к покрытому топкими болотами берегу затруднены малыми глубинами. Единственным выходом было использование в качестве причала берегового припая (неподвижного зимнего льда). Но для того, чтобы подойти к нему, необходимо пройти в зимнем толстом льду Карского моря около 450 миль и затем проложить канал через барьер из торосов в районе припая.
В конце марта 1976 года «Ленин» выходит в первый Ямальский эксперементальный рейс к мысу Харасавэй. Под его проводкой – транспортное судно дизель-электроход «Павел Пономарев». Переход через Карское море оказался очень сложным, суда часто заклинивались во льдах. Особенно трудными были последне 8 миль. Несмотря на работу силовой установки ледокола на полную мощность, иногда за сутки преодолевалось не более 120 метров. Тем не менее, суда пробились к припаю и выгрузили на него судовыми кранами и вертолетами 4000 тонн грузов в сложных походных условиях. За эту операцию большая группа моряков ледокола была удостоена высоких правительственных наград.
Ледокол «Ленин» за время свой службы не один раз прошел от Кольского полуострова до Восточно-Сибирского моря. За тридцать лет работы он прошел 654 400 миль, из них во льдах – 560 600, провел 3741 судно. Награжден орденом Ленина. Многие члены команды атомохода были представлены к правительственным наградам. А известный капитан Борис Макарович Соколов, возглавлявший экипаж почти четыре десятилетия, удостоен звания Героя Социалистического Труда. Ледокол «Ленин» проработал 30 лет и в 1989 был выведен из эксплуатации и поставлен на вечную стоянку в Мурманске для использования в качестве музея.
Успешная эксплуатация «Ленина» позволила перейти к проектированию и серийному строительству еще более мощных атомных ледоколов типа «Арктика» (проект 10520). Проектирование осуществлялось ЦКБ «Айсберг», главный конструктор – А.Е. Перевозчиков. Головной ледокол «Арктика» (в 1982-1986 годах носил имя «Леонид Брежнев») был заложен на Балтийском заводе в Ленинграде 3 июля 1971 года, спущен на воду 26 декабря следующего года и вступил в строй в конце 1974 года. По этому же проекту была построена «Сибирь» (1977 год). Последующие ледоколы «Россия» (1985), «Советский Союз» (1990) и «Ямал» (1993 год, заложен под названием «Октябрьская революция») строились уже по усовершенному проекту 10521.
Новые ледоколы превосходили «Ленина» в 1,7 раза по энерговооруженности и по удельной тяге в 1,5 раза. Они отличались обводами корпуса, конструкцией корпуса и распределением мощности между винтами. В отличие от работавшей на постоянном токе главной силовой установки первого атомного ледокола, здесь генераторная часть установки была выполнена на переменном токе, а гребные электродвигатели – на постоянном, преобразование тока осуществлялось кремниевыми выпрямителями. В качестве АППУ новых ледоколов были установлены ОК-900А – модификация хорошо зарекомендовавшей себя в эксплуатации на «Ленине» установки ОК-900.