Mặc dù nằm không xa bờ biển phía bắc của nước Nga song Severnaya Zemlya đã không được ghi nhận chính thức cho đến thế kỷ 20. Các nhà thám hiểm trước đó đã ghi chép về một khối đất lớn trên các khu vực không rõ ràng, đáng chú ý nhất là ghi chép của Matvei Gedenschtrom và Yakov Sannikov năm 1810 từ chuyến thám hiểm ra Novaya Sibir.

Do dính liền vào nhau qua những vùng biển đóng băng ở Bắc Băng Dương, Severnaya Zemlya đã không được biểu thị trên bản đồ cho đến khi diễn ra Cuộc thám hiểm Thủy văn học Bắc Băng Dương vào năm 1913–1915 với hai tàu phá băng Taimyr và Vaigach. Boris Vilkitsky dẫn đầu cuộc thám hiểm, việc này đã hoàn thành mục đích của nó trong việc khám phá các khu vực chưa được thể hiện trên bản đồ trong Tuyến Hàng hải Phương Bắc, và được nhìn nhận như đỉnh cao của ý nghĩ táo bạo của Pyotr Đại đế về tấm bản đồ Tuyến Hàng hải Phương Bắc đến Phía Đông.

Ngày 22 tháng 8 năm 1913 (3 tháng 9 năm 1913 theo lịch Gregory), đội viễn chinh đã giương quốc kỳ Nga tại nơi mà họ tin là một hòn đảo đơn nhất. Vùng đất mới được đặt tên là Đất Hoàng đế Nikolai II, (tiếng Nga: Zemliya Imperatora Nikolaya Vtorova), theo tên Nikolai I của Nga.[2] Tuy nhiên, đến năm 1926 Đoàn chủ tịch của Ủy ban Chấp hành Trung ương Liên Xô đã đổi tên vùng đất này thành Severnaya Zemlya.[3]

Vào mùa xuân năm 1931, cuộc viễn chinh của Georgy Ushakov và Nikolay Urvantsev (1930–1932) đã cho thấy Severnaya Zemlya được phân thành 4 hòn đảo chính, bản đồ chi tiết đầu tiên của quần đảo cũng được lập ra trong cuộc thám hiểm này.[1] Graf Zeppelin, trong chuyến bay ở vùng địa cực vào tháng 7 năm 1931, đã xác định có ít nhất hai hòn đảo (một tháng sau Ushakov và Urvantsev).[cần dẫn nguồn]

Các hòn đảo của Severnaya Zemlya tiếp tục được nghiên cứu bởi một đoàn các nhà địa chất đến từ NIIGA (Viện Nghiên cứu Khoa học Địa chất học Bắc cực) tại Sankt-Peterburg dưới quyền chỉ huy của B. Kh. Egiazarov từ năm 1948 đến 1954, ông đã biên soạn một bản đồ địa chất học toàn diện.[4]

Có yêu cầu tại Hội đồng Lập pháp Lãnh thổ Krasnoyarsk về việc phục hồi lại tên trước đây của Severnaya Zemlya là "Đất Hoàng đế Nikolai II". Tuy nhiên đã bị bác bỏ.[3]