Con Ernest de Koven Leffingwell organizzò la spedizione polare anglo-statunitense che passò l'inverno al largo dell'isola di Flaxman, Alaska, nel 1906-1907. Persero la loro nave, ma viaggiando sul ghiaccio con una slitta trovarono la piattaforma continentale del mar Glaciale Artico, 105 km al largo della costa, dove nel giro di 3 km il mare aumentò la profondità da 50 a oltre 690 metri.[2]
Durante una spedizione per la mappatura della costa nordorientale della Groenlandia, per il recupero dei corpi di Mylius-Erichsen e del tenente Høeg Hagen e dei loro diari, Mikkelsen passò l'inverno 1909-1910 sull'isola di Shannon, in Groenlandia dell'est. La sua nave in legno, la Alabama, fu bloccata dai ghiacci di Shannon e, mentre stava esplorando, il resto del gruppo tornò a casa a bordo di una baleniera. Rimasto solo col suo ingegnere, Iversen, Mikkelsen effettuò con successo alcuni viaggi in slitta per recuperare i diari perduti e per smentire l'esistenza del canale di Peary.[2]
I due esploratori tornarono a Shannon dove scoprirono che il resto del gruppo era fuggito ma, dopo aver salvato travi e tavole, eressero un piccolo cottage. Mikkelsen e Iversen passarono due inverni sul posto prima di venire salvati, in punto di morte, da una baleniera norvegese nell'estate del 1912.[2] Il cosiddetto cottage Alabama rimase intatto, e fu fotografato dalla nave danese Ejnar Mikkelsen nel settembre 2010.[3]
Nel 1924 guidò una spedizione per colonizzare quello che poi divenne Scoresbysund.[2]
Nel 1970, il giorno del suo 90º compleanno, si tenne per lui un tributo nazionale in Danimarca; morì a Copenaghen pochi mesi dopo, il 1º maggio 1971.[4]
