30 декабря шлюпы подошли к открытой Куком «Земле Сандвича». Но если сам Кук считал, что он открыл остров, то теперь моряки поняли, что перед ними целая группа островов, которые они назвали Южными Сандвичевыми островами.
Видя невозможность пробиться сквозь льды, Беллинсгаузен решил обогнуть Сандвичевы острова и стал искать путь севернее кромки льда.
16(28) января 1820 года «Восток» и «Мирный» находились в 20 милях от Антарктического материка. Беллинсгаузен отметил в вахтенном журнале, что явственно наблюдаются признаки суши. Так был открыт последний шестой материк континента — Антарктика.
Чтобы не оставаться вблизи неподвижных льдов под парусами и не дрейфовать вблизи неподвижных льдин, шлюпы по приказу Беллинсгаузена повернули на север, а затем, обогнув льды, снова на юг. Спустя пять дней «Восток» и «Мирный» снова подошли к материку на расстоянии 30 миль, однако из-за тумана и снега подробно его рассмотреть так и не смогли. Корабли двинулись далее на северо-восток, а затем и на восток. Лишь после перемены направления ветра вновь повернули к югу.
Продолжались обильные снегопады и туманы. Непогода угрожала столкновениями с плавающими в открытом море льдинами. И все же 5 февраля «Восток» и «Мирный» вновь подошли на близкое расстояние к берегам Антарктиды. Свидетельством близости суши стало появление над шлюпами птицы поморника, которая не встречается в открытом море.
В море продолжалась непогода. Мокрый снег крупными хлопьями валил на палубу и покрывал толстым слоем снасти и паруса. Беллинсгаузен сам следил за работой матросов, очищающих палубы шлюпов ото льда, сушкой ими канатов, прописывал лимонный сок матросам, заболевшим цингой.
Новая попытка «Востока» и «Мирного» подойти к берегу с юга опять не увенчалась успехом, и потому пришлось поворачивать на север.
7 марта в море разыгрался страшный шторм. «Восток» под порывами сильнейшего ветра кренился набок. Его едва не нанесло на огромный айсберг, но, к счастью, шлюп оттолкнула штормовая волна.
Беллинсгаузен понимал, что в условиях, когда кончаются запасы топлива и провианта, шлюпы уже не могут находиться у берегов Антарктиды. И он приказал идти в Порт-Джэксон (Австралия).
Придя 25 марта в этот австралийский порт, Беллинсгаузен смог и отремонтировать суда, и дать отдых своей команде. Одновременно он стал готовиться к новому походу. В ходе продолжительной стоянки Беллинсгаузен и его офицеры познакомились с жизнью местного населения и сумели завязать с ними дружеские отношения.
8 мая «Восток» и «Мирный» покинули Порт-Джэксон и направились к берегам Новой Зеландии. Войдя в залив Королевы Шарлотты (северный остров Новой Зеландии), шлюпы остановились вблизи небольшого острова Мотуаро. Здесь моряки снова вступили в дружеские отношения с местным населением, дарили им семена сельскохозяйственных культур, выращиваемых в России.
После выхода из гаваней Новой Зеландии шлюпы отправились прямо на восток.
Уже в начале июля моряки увидели небольшой коралловый остров, не обозначенный на морской карте. Этот остров Беллинсгаузен назвал именем Моллера 2-го. Однако все попытки переправиться на него не увенчались успехом, поскольку собравшиеся местные жители угрожающе поднимали вверх копья. Беллинсгаузен не желал обострять отношения с местным населением, применяя огнестрельное оружие.
Недалеко от острова Моллера 2-го была обнаружена целая группа коралловых островов, изучению которых Беллинсгаузен посвятил несколько дней, уточняя их координаты, размеры и высоту над уровнем моря. Все они затем были нанесены им на карту. Эти острова получили имена выдающихся русских полководцев и флотоводцев.
Здесь Беллинсгаузен выдвинул свою теорию образования коралловых островов. Согласно ей, подводные скалы под поверхностью воды в течение веков обрастали колониями известковых моллюсков.
В конце месяца «Восток» и «Мирный» вновь отправились к берегам Австралии, чтобы опять вернуться к недавно открытому континенту. По пути вблизи архипелага Фиджи были открыты новые острова, названные именами участников экспедиции — художника Михайлова и астронома Симонова.
Вернувшись в Порт-Джэксон, Беллинсгаузен закупил провиант и уже 31 октября отплыл к югу.
14 декабря 1821 года «Восток» и «Мирный» вновь вступили за Южный полярный круг.
10 января моряки заметили на горизонте очертания большого пятна в открытом море. Но подойти к нему удалось лишь на следующее утро. Так был открыт остров, названный именем основателя российского флота Петра I.
Но уже тем же вечером впереди были замечены очертания другого, но более мелкого острова, однако подойти к нему мешал крепчавший ветер, перешедший в шторм.