Он объединил в себе советскую и новую российскую эпохи освоения и изучения полярных территорий, морей и океанов, Арктики и Антарктики. Свою научную полярную деятельность Чилингаров начал в том же 1963 году в качестве инженера-гидролога Арктической научно-исследовательской обсерватории в поселке Тикси, в устье реки Лены, где изучал Северный Ледовитый океан и океаническую атмосферу, занимался другими гидрометеорологическими наблюдениями. Побережье моря Лаптевых сурово. Чилингаров сразу попал в семимесячную полярную ночь, в пургу, которая парализует всё живое. Но он быстро освоился в Арктике и доказал свою незаменимость. Будучи ещё беспартийным, Чилингаров стал комсомольским вожаком Булунского района. Годы, проведенные в Тикси, стали переломными в его судьбе, изменили многие взгляды на мир. Здесь он понял: Север — это его стихия, а Тикси стал почти родным. В столичных кабинетах ему скучновато, то ли дело – океанский простор… В наше время одна из улиц в посёлке носит его имя – и никому не надо объяснять, почему… Именно в Тикси он влюбился в Арктику. Слово «любовь» в лексиконе Чилингарова – важнейшее. Без этого чувства на Север не едут, не посвящают этому опасному делу свою жизнь.
Его имя появилось и на газетных полосах «Этого энергичного молодого человека, интеллигентного, много читающего руководителя комсомольцев Тикси, знает буквально каждый, потому что он не щадит своих сил, не знает нормированных рабочих часов: потому что часть его души – в деле каждого на Тикси: сейсмолога, моряка, журналиста из редакции «Маяк Арктики» — отмечает Арсений Замостьянов, заместитель главного редактора журнала «Историк»
История началась с того что, молодой Артур Чилингаров познакомился с курсантами, которые посоветовали слесарю-монтажнику поступать на судомеханический факультет. Морское училище дает возможность посмотреть мир и нормально зарабатывать, что очень важно было в то время. Но абитуриент не стал студентом судомеханического факультета – не прошел по конкурсу и мест уже не было.
Начальник училища предложил поступать на арктический факультет, пообещав перевести Чилингарова через полгода на тот самый судомеханический. «Я его спросил: «Что такое арктический факультет?» – Он говорит: «Вот я, начальник училища, закончил арктический факультет». – Я говорю: «Ну, ладно, зачисляйте, в крайнем случае буду начальником училища». Я поступил, и ясно уже было, что никуда, кроме Арктики, меня не распределят», – отмечал в воспоминаниях полярник.
В училище готовили к тому, что придется зимовать, работать в арктических условиях в Арктике. После училища Чилингаров приехал в Тикси. Там он занимался ледовой разведкой, летал надо льдами на высоте 100-200 метров, по 12 часов находясь в воздухе, прокладывал путь кораблям во льдах. Эта работа требует кроме профессиональных знаний очень хорошей зрительной памяти, потому что, пролетев надо льдами, потом надо нарисовать эту картинку. А затем ее сбросить либо в штаб морских операций, либо на ледокол.
В 1969 году тридцатилетний Артур — молодой, но уже достаточно опытный учёный — возглавил высокоширотную научную экспедицию «Север-21» — продолжение череды легендарных научных десантов на труднодоступные территории Арктики. За два года его руководства был проведен огромный объём работы, совершены сотни исследовательских полетов. Полученные результаты позволили обосновать возможность круглогодичного использования трассы Северного морского пути на всём её протяжении.
С 1974-го до 1992 года Артур Николаевич Чилингаров работал на высокие постах в системе Государственного комитета СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды — от начальника территориального управления в Амдерме до начальника управления кадров и учебных заведений ведомства, а позднее — заместителя председателя госкомитета, начальника Главного управления по делам Арктики, Антарктики и Мирового океана. В этом статусе участвовал в ряде высокоширотных экспедиций, многие возглавлял. Он занесён в Книгу рекордов Гиннеса, как первый человек, в течение полугода побывавший на Северном и Южном полюсах.
В 1987 году Артур Николаевич возглавил научно-спасательную экспедицию на атомном ледоколе «Сибирь», который 25 мая достиг географической точки Северного полюса, спустя десять лет повторив прежнее достижение атомохода «Арктика». На полюсе поставили флаг СССР и протоптали вокруг него дорожку — за минуты совершили кругосветное путешествие, пересекая все меридианы Земли. В программу высокоширотного рейса входил комплекс океанологических, геофизических и гидрометеорологических исследований. Во время похода была также эвакуирована дрейфующая научная станция «Северный полюс — 27», а позже в море Лаптевых высажена новая — «Северный полюс — 29».
25 октября 2013 года Артур Николаевич Чилингаров в качестве финального факелоносца арктического этапа Эстафеты олимпийского огня зимних Игр Сочи-2014 зажёг Чашу огня на Северном полюсе. При этом он заявил: «Мы за международное сотрудничество в Арктике. И сегодня у России есть возможность выйти в любую точку Ледовитого океана в любое время года, и мы свой олимпийский рекорд уже установили».
В месте, где сходятся все меридианы и часовые пояса, его окружали в этот момент представители всех восьми стран — участниц Арктического совета с национальными флагами. Олимпийский огонь прибыл в точку Северного полюса на атомном ледоколе «50 лет Победы», преодолев более пяти тысяч километров.
Не случайно А.Н. Чилингаров много лет был специальным представителем Президента Российской Федерации по международному сотрудничеству в Арктике и Антарктике. Он пользовался широкой международной известностью и как видный деятель экологического движения, активный участник заключения Договора об Антарктике.
За колоссальный вклад в исследование Арктики, проведение спасательных операций в сложнейших климатических условиях Артур Николаевич удостоен звания Героя Советского Союза и звания Герой России