Après avoir organisé l’arpentage pour l’implantation du chemin de fer Intercolonial, Sandford Fleming assume la même fonction pour le Canadien Pacifique.
Vingt et une équipes formées de 800 hommes en tout participeront à l’arpentage des terres de l’Ouest, entre le lac Supérieur et la côte du Pacifique. Fleming part en reconnaissance à l’été 1872 avec un petit groupe comprenant son fils Frank Andrew, le révérend George Monro Grant, le docteur Moren, le botaniste John Macoun ainsi que des guides amérindiens.
À pied, à cheval, en canot, Fleming et ses acolytes parcourent le territoire pendant trois mois et l’observent d’un œil critique afin de formuler les meilleures propositions pour l’aménagement de la voie ferrée qui doit relier l’Ontario et la Colombie-Britannique. Ils prennent note de tout : relief du paysage, possibilité de développement de l’agriculture et de peuplement, flore et faune des différentes régions, relevé des ressources naturelles disponibles pour le développement économique, etc.
Le récit de cette expédition, écrit par George Grant, paraît en 1873 sous le titre Ocean to Ocean et connaît un grand succès littéraire.