«Мы вполне уверены и спокойны в отношении подготовки экспедиции. Все, что можно предусмотреть, предусмотрено, даже возможность катастрофы. Дело наше опасное, еще более опасное, чем экспедиция 1926 года. На этот раз мы хотим достичь большего, иначе не стоит труда возвращаться. Но мы пустимся в это путешествие именно потому, что оно опасно. Если бы это было не так, другое нас давно опередили бы», — заявил Нобиле, выступая с речью в Милане незадолго до отлета «Италии».
В составлении научных планов экспедиции принимал участие знаменитый полярный исследователь Фритьоф Нансен, председатель Международного общества по исследованию Арктики воздухоплавательными аппаратами «Аэроарктик». Научные институты Италии, Чехословакии, США и Англии предоставили самые совершенные в то время измерительные приборы. В лабораториях Рима и Милана создавалась специальная аппаратура, необходимая в полете.
Проблемами атмосферного электричества согласился заниматься чешский ученый Ф. Бегоунек, вопросами земного магнетизма — итальянский профессор А. Понтремолли, а океанографические и метеорологические исследования взял на себя шведский геофизик Ф. Мальмгрен.
Путешественники взяли с собой сани, надувные лодки, лыжи, меховые куртки, палатки, спальные мешки и запасную радиоаппаратуру. Все оборудование весило 480 кг, продовольствие — 460 кг. По мнению Мальмгрена, ни одна полярная экспедиция не была снабжена лучше, чем экспедиция на «Италии».
Экипаж составили 13 человек: командир Нобиле, штурманы Мариано, Дзаппи и Вильери, инженер Трояни, старший механик Чечони, мотористы Ардуино, Наратти, Чокка и Помелла, наладчик-монтажник Александрини, радист Бьяджи и метеоролог Мальмгрен. Семеро из них участвовали в полете на «Норвегии». В состав экспедиции вошли также Бегоунек, Понтремолли, журналист Лаго и… маленький фокстерьер, с которым Нобиле не расставался ни в одном из своих путешествий.
15 апреля 1928 года дирижабль покидает Милан и через Судеты направляется в Стольп, порт на южном берегу Балтийского моря. Сделав остановки в Стольпе и Вадзее, дирижабль благополучно прибыл в Кингсбей.
11 мая «Италия» покидает ангар и направляется к Земле Франца-Иосифа, расположенной на полпути между Шпицбергеном и Северной Землей. Однако поднявшийся ветер и сплошной туман сильно затрудняли полет корабля, и по совету Мальмгрена Нобиле отдает приказ повернуть назад.
Через четыре дня дирижабль вторично покидает причал Кингсбея. Однако Северной Земли снова не удается достичь, хотя полет продолжался не семь, как вначале, а 69 часов.