Magellan quitte Séville en août 1519 à la tête de cinq navires et de 234 hommes : Trinidad, San Antonio, Conception, Victoria, Santiago. Ces bateaux voguent vers le port de San Lucar où ils sont approvisionnés et vérifiés pour la dernière fois. Le 20 septembre 1519, à l’aube, au son des coups de canons, la flotte commence son expédition. Dans ce voyage, Magellan a pour rêve de trouver ce passage vers l’ouest qui le mènerait vers l’Asie. En cela, il veut accomplir ce que n’a pas réussi à faire Christophe Colomb.

Deux mois plus tard, le 29 novembre 1519, les marins atteignent les côtes du Brésil. Le 13 décembre 1519, ils atteignent une baie inconnue qui sera la future de Rio de Janeiro. Ils en profitent pour se ravitailler et faire des réparations sur les navires. Le temps était clément et les indigènes se montraient généralement amicaux. Ces bonnes conditions ont causé un retard, de sorte que l’hiver méridional a frappé alors qu’ils étaient toujours sur la côte argentine.

Magellan a décidé de passer l’hiver dans un endroit qu’il a appelé Puerto San Julien dans Patagonia. Une révolte a eu lieu, impliquant trois des cinq capitaines des bateaux, mais elle a été neutralisée par Magellan à qui la majorité de l’équipage est demeuré fidèle.

Un bateau, soit le Santiago, a été envoyé en bas de la côte dans le contexte d’une mission de reconnaissance pour rechercher un passage vers l’autre côté du continent, mais il a été détruit lors de son voyage de retour.

L’expédition s’est poursuivie au mois d’août 1520 et le 21 octobre 1520 la flotte a entrepris la traversée d’un passage laborieux qui est  maintenant connu comme le détroit de Magellan.

En naviguant la nuit, l’équipage a vu les feux innombrables des camps indiens éloignés. Ils ont appelé la terre Tierra del Fuego (terre du feu). Pendant ce périple, le capitaine du San Antonio est retourné en Espagne, prenant avec lui la plupart des provisions de la flotte. La perte du bateau a été de grave conséquence aux hommes sur les bateaux restants.

Le 28 novembre 1520, les trois bateaux, après 28 jours de navigation et 530 km parcourus, atteignent l’océan de l’autre côté que Magellan nomme alors « pacifique » pour le calme apparent de ses eaux. Magellan pensait que les îles d’épice n’étaient pas très loin et qu’il pouvait le traverser en 2 ou 3 jours. Il n’avait eu aucune idée de l’immense taille de l’océan. Le voyage a pris environ quatre mois.

Les conditions à bord des bateaux étaient abominables. L’équipage a commencé à mourir de faim, car le stock de nourriture était épuisé. Avec le manque de vitamine C, plusieurs des membres de l’équipage se sont retrouvés avec le scorbut.

Enfin, le 6 mars 1521, Magellan, une fois après avoir croisé le Pacifique, arrive aux îles Marianne, puis aux îles Philippines.  En accostant à l’île de Cebu où le roi Humaubon est converti à la région catholique en se faisant baptisé, ainsi que la population de l’île. Un conflit local éclate dans l’île voisine de Mactan. Magellan s’y rend, en pacificateur, mais il est tué à coups de lance le 27 avril 1521.

Le Basque Sebastian del Cano a succédé à la tête des trois bateaux restants et des 115 survivants. Puisqu’il n’y avait pas assez d’hommes, del Cano a decidé de faire brûler le Conception. Les deux bateaux restants atteignent les Moluques  le 6 novembre 1521 où les épices chargées. Il ne ramènera en Espagne qu’un seul bateau, le Victoria, avec 18 survivants (l’autre bateau Trinidad a été capturé par les Portugais). Le périple, qui a duré trois ans, s’achève le 6 septembre 1522.

Magellan lui-même n’a pas atteint son but, les îles d’épice; pourtant il avait accompli la partie la plus difficile de sa tâche. Il avait été le premier à entreprendre la circumnavigation du monde et avait mis son projet à exécution et a ainsi réalisé l’exploit nautique le plus difficile de tous les siècles. Cette expédition a permis de confirmer la rotondité de la Terre, la possibilité de joindre l’Orient par l’ouest et le fait que l’Amérique est bien un continent à part. Elle permet de rapporter également plusieurs tonnes d’épices (clous de girofle, cannelle, musc, safran, etc.).

L’équipage de Ferdinand Magellan a été le premier à réaliser le tour du monde.