Podczas studiów Heyerdahl poznał handlarza winem Bjarne'a Kroepeliena, który podczas I wojny światowej odbył podróż do Polinezji i następnie udostępnił uniwersytetowi w Oslo swoją bibliotekę polinezyjską – największy wówczas prywatny zbiór materiałów na temat Polinezji. Heyerdahl rozpoczął we własnym zakresie studia nad kulturą i historią Polinezji. Kroepelien pomógł mu w organizacji wyprawy, wysyłając list polecający Heyerdahla do szefa plemienia polinezyjskiego Teriieroo na Tahiti. W 1937 roku Heyerdahl przerwał studia i wraz z żoną udał się w podróż do Polinezji, gdzie po pobycie u Teriieroo na Tahiti, małżonkowie prowadzili badania terenowe na Markizach (1937–1938). Celem wyprawy współorganizowanej przez profesorów zoologii z uniwersytetu w Oslo było przeprowadzenie badań na temat zasiedlania tych odległych wysp Pacyfiku przez zwierzęta. Heyerdahlowie spędzili rok na samotnej górze na wyspie Fatu Hiva. Podczas tego pobytu Heyerdahl rozpoczął rozważania nad tym, skąd i w jaki sposób na wyspy Polinezji przybyli pierwsi osadnicy.
W latach 1939–1940 Heyerdahl przebywał wśród Indian w Kolumbii Brytyjskiej.