Om zoveel mogelijk brandstof over te houden voor het hoofddoel, de expeditie op Antarctica, besloot Shackleton niet op eigen kracht van Nieuw-Zeeland naar de Rosszee te varen, maar de hulp in te roepen van de Koonya, een groot stoomschip. Bij de poolcirkel (half januari) stookte de Nimrod de eigen motoren op en keerde de Koonya huiswaarts. De ijssituatie was totaal anders dan tijdens zijn vorige reis met Scott (1902) en tijdens de reis die Borchgrevink in 1900 had ondernomen. Hij realiseerde zich dat het niet verstandig was om een winterkamp op het pakijs te maken omdat in het voorjaar dit wellicht tot een grote catastrofe kon leiden.

Het vinden van een goede landingsplaats voor het opslaan van het winterkamp in de Rosszee was zo goed als onmogelijk door het vele dichte pakijs dat men steeds weer tegenkwam. Uiteindelijk lukte het om bij Cape Royds op het eiland Ross aan land te komen en hier de prefabhut op te bouwen. Een ploeg van vijftien man werd achtergelaten om de omgeving te verkennen, in kaart te brengen, te overwinteren en onderzoek te doen. De Nimrod keerde terug naar Nieuw-Zeeland.

Tijdens het verblijf werden diverse tochten ondernomen. Ondanks de kennis die men had over het gebruik van sledehonden, waren voor deze expeditie pony’s meegenomen. De dieren bleken echter onbruikbaar. Voor de winter inviel slaagde een kleine groep er nog wel in om Mount Erebus te beklimmen (3895 m) en een blik te werpen in de actieve krater. Begin oktober werd een poging gedaan om de magnetische zuidpool te bereiken, een punt dat ergens op het 3800 m hoge plateau moest liggen. Een team van drie man, onder wie Douglas Mawson, vertrok.

Het idee was om zo ver mogelijk over het relatief vlakke zeeijs te gaan en daarna het plateau te beklimmen. De uit Schotland meegebrachte auto kwam echter niet vooruit in de diepe sneeuw en de mannen besloten te voet met zware sleden op weg te gaan voor de tocht van meer dan 1600 km. Na ruim tweeënhalve maand kwamen ze bij het punt waar de klim naar het 3800 m hoger gelegen plateau moest plaatsvinden. Hier bleek de keuze om dit via een gletsjertong te doen bijna onhaalbaar.

Na drie maanden, met nog slechts vier weken om de pool te bereiken en terug te keren naar het huidige depot, stonden de mannen op het plateau. Daar de magnetische zuidpool geen vast punt is, maar steeds verplaatst, besloot men een eenmalige poging te doen de toenmalige positie te vinden. Achteraf is gebleken dat de mannen dicht in de buurt geweest zijn, maar dat ze de echte magnetische zuidpool nooit hebben bereikt.

Bij terugkeer naar het depot onder aan de gletsjertong verscheen vrijwel onmiddellijk de Nimrod aan de horizon. Een onwaarschijnlijk toeval bracht de leden van de expeditie weer bij elkaar en dat zonder satelliettelefoon en andere communicatiemiddelen zoals wij die nu kennen. Min of meer tegelijkertijd was Shackleton met drie expeditieleden op weg gegaan om de geografische zuidpool te bereiken. Echter ook deze poging van Shackleton bleef zonder het gewenste resultaat. Wederom besloot Shackleton om geen mensenlevens op te offeren en op 88°23' ZB draaiden ze om. Na een tocht van vier maanden (ca. 2800 km) waren de vier mannen uitgeput en ondervoed, maar veilig terug in het basiskamp.

Inmiddels was de Nimrod terug uit Nieuw-Zeeland. De opdracht was om langs de kust te zoeken naar de mannen van de magnetische zuidpoolexpeditie. De mannen, zoals eerder genoemd, werden bij groot toeval gevonden. Daarna keerde het schip terug naar de hut bij Cape Royds en Hut Point waar men Shackleton en zijn mannen aantrof. Op de terugweg werd nog een groot gedeelte van de kust van Adélieland in kaart gebracht. In juni 1910 arriveerden de mannen weer in Engeland waar Shackleton werd geridderd.