L'exploration de l'Antarctide ne commence véritablement qu'en 1901-04, avec l'expédition de Robert Falcon Scott et de ses deux compagnons (British National Antarctic Expedition), qui atteignent le continent à bord de la Discovery, effectuent le premier vol en ballon à hydrogène (4 février 1902) à 250 m au dessus de l'inlandsis austral, puis dépassent en traîneaux  la latitude de 82°. Suivent les expéditions de William Speirs Bruce (Scottish National Antarctic Expedition, en 1902-1904), celles de Jean-Baptiste Charcot, à bord du Français (1903-1905 et 1908-1910),  puis de Ernest Shackleton, qui avait déjà participé à l'expédition de Scott et avait été l'auteur des premières photographies aériennes du continent. Avec trois autres compagnons, il atteint, le 9 janvier 1909,  atteint la latitude de 88°38'. 

La plupart de ces entreprises s'inscrivent déjà dans ce qui est désormais l'objectif des expéditions polaires : atteindre le Pôle Sud géographique, après avoir atteint le Pôle Nord. Le projet revêt ici encore un caractère hautement symbolique, mais contrairement à ce qui s'était passé dans l'Arctique, où la banquise ressemble à la banquise quelle que soit la latitude, il a aussi un intérêt géographique, car on ne sait finalement que bien peu de chose sur l'intérieur de ce mystérieux continent, à peine découvert. Atteindre le Pôle Sud va faire l'objet d'une dure compétition, qui va impliquer principalement deux grandes expéditions : celle de Roald Amundsen  et celle de Robert Scott.

Amundsen, battu deux ans plus tôt dans la course au Pôle Nord par Peary et Cook, est décidé à prendre sa revanche en Antarctique où il se rend, après une préparation menée en secret. Accompagné de quatre autres explorateurs, il atteint à bord du Fram la côte du continent austral en août 1910, et commence son voyage en traîneaux à chiens à partir du 19 octobre suivant. Le Pôle sera atteint par cette équipe le 14 décembre 1911, qui rejoindra son camp de base sur le littoral le 25 janvier 1912. De son côté, Scott, lui aussi avec quatre compagnons, mais avec des moyens insuffisants, vogue à bord du Terra Nova en direction du continent Antarctique. L'expédition atteint finalement le Pôle Sud le 17 janvier 1912, et y trouve le drapeau norvégien hissé par l'équipe d'Amundsen, qui elle a déjà pratiquement achevé son expédition. Découragés, affaiblis par des vivres insuffisants, les membres de l'expédition Scott périront tous sur le chemin du retour, à quelques kilomètres seulement d'un dépôt de ravitaillement (mars 1912).
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Roald Amundsen (à gauche) et Robert Scott.
(Source : Antarctica).

Alors que ce joue encore la tragédie, de nouvelles expéditions sont déjà en route, comme celles de Filchner, puis de Douglas Mawson (Australasian Antarctic Expedition, 1911-1914). Et c'est pendant la  Première Guerre mondiale que se place la grande épopée d'Ernest Shackleton et de son Imperial Trans-Antarctic Expedition (1914-1917), dont l'objectif est de traverser le continent de part en part, de la mer de Weddell à la mer de Ross  (en passant bien sûr par le Pôle).

D'un point de vue sentimental, explique Shackleton, c'est la dernière grande expédition polaire qui puisse encore être faite.

L'Endurance prise dans les glaces.

Contrairement à ce qu'avait pensé Shackleton, il restait encore à accomplir en Antarctique de nouveaux défis "sentimentaux". Ainsi, en ces temps héroïques de l'aviation, c'est au survol du Pôle sud que l'on songeait maintenant. C'est Richard Evelyn Byrd, de l'US Navy, et son pilote Bernt Balchen, qui, partis de la banquise de Ross, les premiers l'accompliront, les 28 et 29 novembre 1929. A la même époque (1929-1930), une expédition, composée de plusieurs aviateurs et conduite par Lars Christensen, découvre par voie aérienne les  terres de la Reine-Maud et de la Princesse-Royale-Martha. Et c'est encore grâce à l'avion, que dans la décennie suivante, pourra être enfin révélée la topographie complète des contours de l'Antarctide. Le 13 octobre 1956, Conrad Shinn et son équipage seront les premiers à se poser au Pôle Sud. Le 31 du même mois, la première station permanente (Amundsen Scott), appelée à être ravitaillée par avion, était établie en ce même point.  Mais déjà depuis quelques années déjà, une nouvelle époque avait commencé, sur fond de Guerre froide.
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La base Amundsen-Scott construite par les États-Unis au Pôle Sud géographique.

Au lendemain de la  Seconde guerre mondiale, l'Antarctique n'échappe pas aux nouveaux enjeux. On lorgne sur les possibles ressources minérales du continent. On comprend son rôle géostratégique, notamment dans le secteur du détroit de Drake. Et, comme ce sera aussi le cas dans la course à l'espace entamée vers la même époque, l'implantation en Antarctide sera aussi une affaire de prestige. Les États-Unis se doteront, on l'a dit, d'une station au Pôle Sud géographique (base Amundsen-Scott), l'URSS au Pôle d'inaccessibilité (base Vostok). En fait, les deux superpuissances ainsi que plusieurs autres puissances secondaires (Grande-Bretagne, Norvège, Japon, France, à partir de 1948) ou régionales (Argentine, Chili, Australie, Nouvelle-Zélande), mobilisent dès cette époque d'importants moyens pour affirmer leur place sur le continent austral. Les opérations High Jump (1946-1947) et Windmill (1947-1948) menées par les États-Unis impliquent ainsi des milliers d'hommes et déploient une logistique digne d'une opération militaire de grande envergure. 
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Stations antarctiques en l'an 2000 et revendications de souveraineté.

Tandis que de mesquines revendications territoriales divisent ces différents protagonistes, les scientifiques s'intéressent chaque jour davantage au potentiel offert par le continent austral. L'Année géophysique internationale, décidée par l'Organisation des Nations Unies (ONU), entre le 1^er juillet 1957 et le 31 décembre 1958, et qui par divers aspects a constitué un tournant dans l'histoire des sciences de la Terre au XX^e siècle, donne aussi l'occasion d'une nouvelle approche de l'Antarctique. Celle-ci se concrétisera notamment par la signature, le 1^er décembre 1959, du Traité de l'Antarctique, qui garanti à chaque État la liberté d'accès et de recherche sur le continent. Les stations permanentes de recherche se multiplient. Plusieurs dizaines existent aujourd'hui. Outre celles des pays cités plus haut, on trouve également celles du Brésil, de la Chine, de l'Italie, de l'Allemagne, de la Pologne, de l'Uruguay, de l'Inde et de l'Afrique du Sud, du Pérou, etc.

Brigitte Lozerec'h, Sir Ernest Shackleton, Grandeur et endurance d'un explorateur (1874-1922), Editions du Rocher, 2004. Il y a un siècle, dans la course folle des explorateurs qui se lancèrent à l'assaut du pôle Sud, sir Ernest Shackleton (1874-1922) s'illustra par sa ténacité mais aussi par son destin tragique. Il ouvrit la voie intérieure du continent antarctique dans d'atroces conditions de survie et incarne aujourd'hui, avec Robert Falcon Scott (1868-1912), l'épopée des marins et des aventuriers en Antarctique.