诺登舍尔德生于芬兰首都赫尔辛基，当时芬兰处在沙皇俄国的统治下，由于政治原因他被流放到瑞典。1858年定居斯德哥尔摩，参加了北极岛斯匹茨卑尔根的探险，成为瑞典国家博物馆馆长和矿物学教授，开始筹划北冰洋航线的开拓。
为了做好北冰洋航线探险的准备工作，他从1858年至1876年先后对斯匹次卑尔根群岛、格陵兰岛、喀拉海等作了8次探险考察，取得了丰富的北极地区科考资料。
在瑞典富商奥斯卡·迪尔森的资助下，1878年7月4日，他率领“维加”号和“莉娜”号两艘轮船，从瑞典的哥德堡出发，计划发现一条“东北通道”。
众所周知，16世纪初，达·伽马开拓了欧洲到印度的航道，麦哲伦又开辟了从欧洲经大西洋穿越麦哲伦海峡横渡太平洋前往亚洲的航道。
这两条航道的开辟，对东西方之间的贸易和活动带来了很大便利。但是，打开世界地图时，会发现这两条航道都很长，能否找到一条从欧洲通往亚洲的更近的航线呢？
当时，欧洲地理学家提出了一个大胆的假说，认为有两条从欧洲通往亚洲的更近的航线；一条是沿北美洲北岸走，称为“东北航道”；
另一条是沿亚欧大陆北岸走，称为“西北航道”。寻找从欧洲通往亚洲更近的航线，吸引了一代又一代探险者把目光投向了北极。
诺登舍尔德一行顺利穿过了喀拉海，绕过了亚马尔半岛，一直行进到东经80°20′、北纬75°30′处；
同年8月中旬，帆船停泊在叶尼赛湾入口处的一个小岛附近，并把小岛和对岸的港口分别命名为迪克森岛和迪克森港。
1878年8月10日，诺登舍尔德离开迪克森岛，开始了北冰洋航道的漫漫征程。9月28日，探险船驶进楚科奇海之后，意外发生了，海上气温骤降，海面很快冰封，“维加”号被冻在海面上丝毫不能动弹。
面对一片茫茫坚冰，全体船员只得忍受着难以想象的严寒和风暴袭击东北航道纪念金币艰难度日，直到第二年7月18日，被封冻了近10个月的海面才开始解冻。完好无损的航船得以向白令海峡航行。
这次航海探险，诺登舍尔德不仅实现了人类首次发现北冰洋航线的梦想，而且他率领的探险船还创造了人类航海探险史上船员无一人伤亡、船体完好无损的奇迹。
在这条以前没人航行过的航道上，诺登舍尔德一行战战兢兢，不断修正海图上的错误和纰漏，小心翼翼地绕过水下浅滩和无名海岛；
另外，他们还认真记录着天气变化、浮冰漂流等自然现象。之后，他们取道日本横滨、中国广州、印度锡兰，穿过苏伊士运河、直布罗陀海峡，于1880年4月24日回到瑞典。
诺登舍尔德因成为北冰洋航线的开拓者而享誉全球。以他的姓氏命名的有位于今俄罗斯喀拉海东南的诺登舍尔德群岛，新地岛西北部的诺登舍尔德湾、诺登舍尔德角，北美洲加拿大的诺登舍尔德河，北欧挪威的诺登舍尔德半岛；另外，北冰洋的拉普捷夫海也曾一度称为诺登舍尔德海。
2008年10月20日，格陵兰邮政与芬兰邮政联合发行小全张，纪念诺登舍尔德开通东北航线130周年。