Гидрографическая экспедиция началась 18 августа 2015 года в Мурманской области. Ее маршрут в акваторию Северного Ледовитого океана пролегал через Баренцево и Карское моря; поход продлился 41 день в сложных арктических условиях при наличии дрейфующих льдин и айсбергов. За это время судно прошло 5,3 тысячи морских миль; специалисты выполнили более 5 тысяч километров маршрутного промера и съемок рельефа дна.
Поход «Сенежа» стал вторым плаванием гидрографических судов Северного флота в этот регион за последние годы. Первый проводился в разведывательных целях, а систематические исследования малоизученных ранее территорий начались только сейчас.
Гидрографы провели научные изыскания на островах архипелагов Земля Франца-Иосифа и Новая Земля, в том числе на острове Рудольфа — самом северном российском острове. Участникам экспедиции удалось совершить несколько географических открытий: обследовав участки, ранее скрытые ледником, они обнаружили маленький остров и нескольких новых мысов. Кроме того, ученые зафиксировали ранее открытые остров Рожкова и мыс Кругосветка с точной географической привязкой. Предложения по наименованию обнаруженных объектов уже подготовлены. Новому острову планируется присвоить название Сенеж.