Наконец, пройдя 2 000 км и преодолев на своем пути 32 водопада, экспедиция достигла фазенды Камапуан, где путешественники собирались отдохнуть и пополнить запасы продовольствия. Пребывание в Камапуане заняло почти полтора месяца.
21 ноября исследователи направились к реке Кошин, куда заранее были переведены лодки, и на следующий день экспедиция продолжила плавание. Стремительное течение Кошина заставляло всех пребывать в постоянном напряжении. Тем не менее 27 ноября одна из лодок затонула, хотя людям, по счастью, удалось спастись.
В начале декабря экспедиция вошла в более спокойную реку Такуари, по которой нужно было спуститься до реки Парагвай. Теперь почти до самой Куябы экспедиции предстояло странствовать по обширному болотистому району Пантанал. Мириады москитов были настоящим бичом этих мест. Стояла нестерпимая жара, и даже ночь не приносила облегчения, свирепствующие насекомые совершенно лишили людей сна. Из дневника Лангсдорфа: «Вода медленно текущего Парагвая была покрыта блеклыми, гниющими листьями, деревьями, корнями, рыбами, крокодилами, красной глиной и желтой пеной.
Она выглядела отвратительно и была почти непригодна для питья». Стаи кровожадных пираний не позволяли искупаться. Рискнувший окунуться Лангсдорф тотчас выскочил на берег и был счастлив, что отделался только раной.
4 января 1827 года экспедиция добралась до реки Куяба и стала подниматься вверх по ее течению. Начался период дождей, и разлившиеся воды Пантанала превратились в огромное безбрежное озеро. Выдержать нужное направление помогала только опытность проводника. Несколько недель члены экспедиции вынуждены были провести в лодках, на одной из них соорудили глиняный очаг, чтобы готовить еду. Спали, кто в лодках, кто в гамаках, привязанных к торчащим из воды деревьям. За день удавалось пройти не более 15 км. Лишь 30 января 1827 года, спустя 7 месяцев после отплытия из Порту-Фелис, экспедиция достигла наконец города Куяба, оставив позади 4 000 км. Там путешественники несколько недель отдыхали и приводили в порядок коллекции и составленные в пути карты и документы. Вскоре представился случай отправить богатейшие собрания экспедиции сначала в Рио-де-Жанейро, а затем в Петербург.
С середины апреля участники экспедиции принялись за исследование провинции Мату-Гросу, огромная и малонаселенная территория которой в то время была почти не изучена. Базой экспедиции стал городок Гимараэнс, расположенный в 20 км от столицы. Оттуда путешественники совершили несколько радиальных маршрутов. В конце июня они возвратились в Куябу и весь июль и август провели в разнообразных экскурсиях по провинции. В конце сентября в Рио-де-Жанейро в очередной раз были отправлены самые ценные рисунки и документы, естественнонаучные коллекции и множество этнографических экспонатов.
В ноябре путешественники готовы были вновь отправиться в путь. На сей раз им предстояло разделиться: Лангсдорф, Рубцов и Флоранс направлялись к истокам Парагвая, Куябы и Аринуса, а Ридель и Тонэй должны были двигаться на запад и по рекам Гуапоре, Маморе, Мадейра и Амазонка достичь устья Риу-Негру и там ждать других путешественников.
21 ноября Ридель и Тонэй выехали из столицы. А спустя две недели выступил и отряд Лангсдорфа. Для Тонэя это путешествие оказалось последним — в январе 1828-го он утонул в реке Гуапоре, пытаясь переплыть ее. Тело молодого художника было найдено лишь на второй день на берегу реки. После гибели Тонэя, потрясшей всех участников экспедиции, Ридель один продолжал путешествие по намеченному ранее плану. Несмотря на болезнь и все трудности, которыми изобиловал его путь, Ридель прошел своим маршрутом, собрав великолепный гербарий, и в начале января 1829 года прибыл в Пара.
Планам же Лангсдорфа не суждено было осуществиться. В середине декабря его отряд прибыл в Диамантину — небольшой городок, центр добычи алмазов в северной части провинции Мату-Гросу. Здесь путешественники пробыли почти два месяца, в течение которых они изучали местность в южном и юго-западном направлениях.
В марте 1828 года экспедиция выступила на север, к Риу-Прету. «Эти места боятся посещать даже в сухое время года, а в период дождей здесь каждый непременно заболевает гнилой горячкой, лихорадкой, тифом. Жертвами этих болезней стали многие сотни людей», — писал Лангсдорф. Однако участникам экспедиции из-за проволочек местной администрации пришлось прожить на берегу Риу-Прету более двух недель. Эта задержка стала для экспедиции роковой — заболели Рубцов, Флоранс, лихорадило и Лангсдорфа, всего же больных было более 10 человек. Тем не менее 31 марта лодки экспедиции пустились в плавание по Риу-Прету. Оно оказалось очень тяжелым — упавшие во время наводнения деревья то и дело преграждали реку, нередко путь для лодок приходилось просто прорубать.