1519年8月10日，麦哲伦的船队从塞维利亚启航，驶向瓜达尔基维尔河口-圣卢卡尔湾。皮加费塔的日记从这天开始。9月20日船队进入大西洋。船队先驶向西属加那利群岛，9月26日到达加那利的圣克鲁斯岛。在加那利期间，麦哲伦收到岳父的一封信，提醒他注意西班牙船长们可能的捣乱，因为已有风声透露出来。
10月3日，船队离开加那利驶向西南方的佛得角群岛，这时船队中的反麦分子开始活动起来。因为当时从欧洲到美洲既可走哥伦布开辟的西班牙航线，也可走卡伯拉尔开辟的葡萄牙航线。走后一条航线似乎要在海上多漂泊些日子，但却可利用赤道洋流和东北信风的顺风顺流。况且他们的任务之一是探寻南美地区通向大南海的海峡或南美洲的尽头，所以直接去南美还可以缩短整个航期。
麦哲伦主张走这一条葡萄牙航线，为此与船队中的反麦分子进行了斗争，甚至把圣安东尼奥号船长卡尔塔海纳扣押起来，另派德·科卡代理船长。 经过两个月的海洋漂泊，战胜了连续一个月的暴风雨，船队于11月29日到达巴西海岸累西非（伯尔南布科）。船队在稍事休整后迅速南下，于12月13日进入里约热内卢湾。船队在这里略做休整，补充淡水和新鲜给养，与当地印第安人进行不等价交换。
皮加费塔写道，“这个地方的人拿五六只火鸡换一把刀子或一个鱼钩，一对野鹅换一把梳子。用一面小镜子或一把剪刀所换的鱼，足够10个人吃一顿……在意大利玩的那种扑克牌的一张王牌，他们用5只火鸡同我换。” 这位编年史家记述的当地瓜拉尼印第安人吃人的习惯，听了令人毛骨悚然。他们“吃他们的敌人的肉，这并不是因为好吃，而是一种风俗习惯。他们并不把抓来的人一次吃光，而是一块一块地吃。他们把人剁成块，在烟筒里烤干，每天切下一小块，同家常便饭一起吃，以此提醒自己记住敌人。”
12月26日，船队离开里约热内卢湾，于次年（1520年）1月10日来到拉普拉塔河河口。这条南美第二大河，极其宽阔的河口乍看起来真像一个海峡的人口。但经过探航才知道它是流向大西洋的大河河口。麦哲伦非常失望，但他不露声色，率队继续南下。从此他们进入文明人类未曾航行过的水域了。
2月3日，船队到达他们称之为巴伊奥德洛斯帕托斯（即企鹅湾）的地方。探险者在那里第一次发现了企鹅，这种企鹅后来被命名为麦哲伦企鹅。23 它们是广泛分布于整个南极洲的企鹅科鸟类最北边的代表。船队继续前进，2月24日，船队在约南纬41度处发现海岸走向突然由南转西，很像一条海峡或南美的尽头。他们沿海岸向西前进了约250公里，才发现它只是一个普通的海湾即圣马蒂亚斯湾。24 进入3月份，南半球南部已是秋凉，天气日渐寒冷，越益昼短夜长。
寒冷的南风从南极迎面吹来，航行十分困难。3月31日，船队驶人南纬49度今阿根廷南部圣胡利安港。麦哲伦决定在此过冬。这一带比较荒凉、杳无人烟、补给困难。为了做过冬的长期准备和应付新出现的危机，麦哲伦下令缩减口粮，大量猎禽捕鱼贴补。但也只维持到1521年3月便断粮了。不管怎样，缩减口粮渔猎补贴的决定是英明的，否则探险队熬不过在太平洋上的百日航行。
天寒地冻、杳无人烟、给养匮乏，加上几次探索海峡或大陆尽头都没有成功，这一切使许多船员灰心失望，不安的情绪笼罩着船队，许多人要求返航。船队中的反麦分子便利用这种沉郁气氛策划叛逃。4月1日夜，康塞普逊号船长凯萨达、被撤去船长职务的卡尔塔海纳率领30人偷袭了圣安东尼奥号，绑架了新船长麦斯基塔，杀害了二副，占领了该船。维多利亚号船长门多萨也参加了叛乱。
这样，5条船中的3条已被叛乱分子控制，远航似乎快夭折了。但机智勇猛、身经百战的麦哲伦却沉着冷静，力挽狂澜，出奇制胜。他利用与叛乱分子谈判的机会，派保安官埃斯皮罗萨率人乘小艇去维多利亚号佯装谈判，登船后突然把门多萨刺死，迫使叛乱分子投降，控制了维多利亚号。麦哲伦随即将维多利亚号、特立尼达号和圣地亚哥号一字排开，停泊在港湾的出口，堵住两条叛乱船的逃路。
4月3日凌晨，凯萨达欲率圣安东尼奥号夺路逃跑，向旗舰冲击，并命令开炮，但无人听命。麦哲伦命令特立尼达号鸣炮警告，并喊话劝降。圣安东尼奥号船上被胁迫的船员愿意继续追随麦哲伦远航。麦哲伦派人乘小艇去把凯萨达等几个为首分子逮捕。最后一艘叛乱船康塞普逊号及其叛乱船长卡塔尔海纳见大势已去，第二天也只好投降。
麦哲伦严厉而审慎地惩处了叛乱分子。已死的门多萨按16世纪惩罚叛徒的惯例被大卸四块，杀害圣安东尼奥号二副的凯萨达被砍头后肢解，卡尔塔海纳和一个神父被放逐到杳无人烟的阿根廷海岸上。赦免了其他40来个应处死罪的叛乱者。麦哲伦的处理是妥当的，因为船上还需要他们工作，同时也可避免引起其他海员的反感。一场大叛乱被麦哲伦迅速地平息了，未损一船，只死了3个人，没伤探险队的元气。