环球航行
离开麦哲伦海峡后，船队向北航行了23天，一路上顺风顺水、波澜不惊，在麦哲伦心里，“大南海”应该不大，所以他把船开到离海岸线尽量远，但又可以看见海岸山影的地方，以期能发现“大南海”的对岸，但没有如愿。
在南纬30度附近，船队离开了南美洲海岸，开始向西北方向横渡“大南海”。这一天是1520年的12月21日，此后的日子，是麦哲伦做梦也没想到的煎熬之旅，否则的话，他至少应该在南美洲西海岸补给充足后再走。
1521年1月中旬，可怕的事情发生了，船上开始出现坏血病，食品开始短缺。1月24日，船队发现了圣巴拉夫岛（今普卡普卡岛），但岛上荒无人烟，无法补给。2月4日，船队又发现了一个小岛，这里有鲨鱼出没，于是他们将其命名为鲨鱼岛（今弗林特岛）。鲨鱼岛同样荒无人烟，无法补给。麦哲伦失望至极，把它们统称为“失望群岛”。
从进入麦哲伦海峡之前算起，整整3个月20天，船上没有补充一点新鲜食品。船员们饿得没办法，开始吃包在桅杆上的牛皮。有的船员饿急了，就开始吃木头的锯末，后来又开始在船舱里抓老鼠吃。
船上最大的威胁还是坏血病，因为长期吃不到新鲜的蔬菜和水果，得坏血病的人越来越多。从坏血病发生的那一天开始，1个月之内有19个人相继死去。所幸的是，天气一直晴好，假如此时碰到暴风雨的话，这些虚弱的船员只能坐以待毙。于是，麦哲伦把“大南海”改称为“太平洋”。
3月5日，船上彻底断炊，情况万分危急。但就在第二天，船队发现了关岛，水手们鸣枪示意，庆祝绝处逢生。关岛物产丰富，人口稠密。当地土著还处于原始社会，没有私产的概念。他们一看到有大船来，好奇地划着独木舟蜂拥而至，爬上大船后，给西班牙人送水果、蔬菜。
3月9日，船队离开关岛，往北出发，登陆附近的罗塔岛（处于关岛和塞班岛之间），和岛上土著进行了交换。之后，船队继续向西。3月16日，船队在茫茫的大海上发现了远处有一大片陆地（萨马岛）。
17日，他们在萨马岛南的霍蒙洪岛停靠休整。虽然这是一个无人小岛，不过，目之所及，似乎到处都是岛屿—看来大陆就在附近，太平洋应该是跨过去了。休整了十来天之后，船队来到利马萨瓦岛。
岛上有居民，船队里也有一位翻译，是麦哲伦从马六甲带回欧洲的，此人出生于苏门答腊，会马来语，这位翻译用马来语和当地人搭话，互相之间居然能听懂。麦哲伦恍然大悟，他已经到了亚洲！他梦想的从欧洲向西到达亚洲的新航路开辟成功了！
麦哲伦到达的地方正是菲律宾群岛。岛上的居民主要是马来人，以及后来陆续移民过来的印度人、中国人。在西班牙人到来的时候，这里仍处于人类文明的初级阶段，各个岛上邦国林立，还没有形成统一的政权。
4月3日，船队在利马萨瓦岛拉甲的领航下来到了宿务岛。宿务岛最大的拉甲胡玛波纳想利用他们的武力扩张自己的势力。在宿务岛的东部，有一个小岛叫麦克坦岛，胡玛波纳一直想拿下却实力不济，正好这时向麦哲伦求助。麦哲伦根本没把这些土著部落放在眼里，就答应了。
4月27日，胡玛波纳率1000人进攻麦克坦岛，麦哲伦率60名白人给胡玛波纳打头阵，刚登陆时便遭到该岛上小拉甲拉普拉普的反击，最终寡不敌众，被迫后退，麦哲伦亲自断后。这一次轻敌，让麦哲伦付出了生命的代价。他在掩护西班牙人撤退的时候，被追上来的拉普拉普士兵围攻，最终被杀身亡。
胡玛波纳一看西班牙人没有了利用价值，便开始打起了大帆船以及船上成堆物资的主意，他设下一道鸿门宴，杀死了包括塞拉奥船长、麦哲伦内弟巴尔波查在内的20多名船员。5月1日，未曾赴宴和侥幸逃脱的船队立即解缆起航，逃离宿务岛。
由于群龙无首，接下来的几个月，这支船队像没头的苍蝇一样在大巽他群岛一带瞎转悠，先后经过了棉兰老岛，巴拉望岛等岛屿，依然没找到传说中的香料群岛。实际上，所谓的香料群岛，虽然可以泛指马来群岛，但香料品种最丰富、产量最多的则是摩鹿加群岛。
一直到10月底，西班牙人才在菲律宾最南端的萨兰加尼岛上找到一名愿意当他们引水员的当地人，船队这才找到方向，向摩鹿加群岛驶去。11月6日，船队终于到达了摩鹿加群岛中的蒂多雷岛，船员们尽其所能地购买香料，很快船舱就爆满了。
目标已经实现，船队准备返航。卡诺作为船长，带领60名船员，乘维多利亚号经印度洋和大西洋回西班牙。在帝汶岛做了最后的补给后，维多利亚号往西南方向直接进入了印度洋，目标是非洲最南端的好望角。
5月20日，维多利亚号在南纬40度左右，从好望角以南绕过非洲，进入南大西洋。好望角原名叫风暴角不是没有道理的，这次维多利亚号也赶上了风暴，前桅杆断裂，船体严重漏水，船员们只能靠人力一边排水一边前进。
6月8日，维多利亚号第四次也是最后一次越过赤道。9月6日，维多利亚号驶入西班牙的圣卢卡尔湾，这里船上只剩下18人，而且全都疾病缠身。至此，麦哲伦的环球航行胜利完成。9月8日，千疮百孔的维多利亚号被拖回了出发港塞维利亚。
麦哲伦虽然没有活到最后，但由他计划并指挥的这次远航行动，首次实现了人类的环球航行。这次航行前后历时整整3年，行程80000公里，从实践上证明地球是圆的、海水是相连的。可以说，麦哲伦真正发现了地球。