Подъем «Садко» планировалось завершить к середине октября 1933 года — за два календарных года (208 рабочих дней). К чести эпроновцев, этот срок, несмотря на немалые трудности и даже аварии, был выдержан.
Возглавлял экспедицию опытный водолазный специалист П. В. Симонов, который в 1916 году руководил первым обследованием затонувшего ледокола. Главным инженером был назначен Т. И. Бобрицкий. Общее руководство подъемов осуществлял начальник ЭПРОНа Ф. И. Крылов.
Техническая база экспедиции была более чем скромна: Совторгфлот выделил в качестве плавбазы старый, списанный за ветхостью, небольшой пароход «Декрет». Экспедиция получила также единственный тогда в Белом море спасательный буксир «Совнарком» и два переоборудованных из обычных катеров водолазных бота. «Совнарком» был слабеньким морским буксиром водоизмещением 358 тонн, но на нем имелись мощные водоотливные средства общей производительностью 1850 тонн в час.
Работы были начаты 15 июня 1932 года. Промывка туннелей велась с помощью водяной струи: пневматических грунтососов на Севере еще не было. В промытые туннели к 1 августа завели стальные проводники. Но стальной трос и полосовую сталь для стропов и полотенец еще не успели отгрузить из Ленинграда, и работы в море пришлось временно свернуть.
К весне следующего года в Архангельск поступили понтоны и все необходимые материалы. Однако из-за льда, забившего Кандалакшский залив, работы были возобновлены лишь 19 июня. С большим трудом удалось протащить через туннели двойные судоподъемные полотенца. Недостаточной оказалась мощность лебедки и брашпилей «Декрета» и «Совнаркома». Плохо держали мертвые якоря. Полотенца то и дело цеплялись за камни. Большую сложность представлял водолазный контроль в туннелях. Все это удлинило срок протаскивания на неделю.
28 июня к месту работ были отбуксированы первые три понтона, началась их остропка. На этом этапе работ эпроновцы столкнулись с явлением, которое сразу разгадать никто не мог. Понтоны, отбалластированные в Архангельске, никак не удавалось затопить у борта «Садко»: одни вовсе не погружались, другие притапливались лишь на небольшую глубину. Причиной этого явилась разница в удельном весе воды в Северной Двине и в Кандалакшском заливе. Пришлось тут же, в море, навешивать на каждый понтон до тонны дополнительного балласта.
Немало труда и смекалки потребовалось от эпроновцев при остропке понтонов. Работали в основном на ощупь, соединяя под понтонами скобами весом до 160 килограммов стальные двойные полотенца с двойными стропами. Большое мужество и сноровку проявили все водолазы, боцманы и такелажники, но особенно отличились старший водолазный инструктор А. П. Федотов, выполнявший самые сложные задания, старший водолаз П. М. Смольников, проводивший под водой по 6–7 часов без перерыва, водолаз Ибрагим Тангаличев, спасший своего товарища, Арсеньева, у которого шланг придавило понтоном, боцман Дубровкин и другие.