与西班牙派人向西航行的同时，葡萄牙人也在不断地向南寻找通向东方的航路。葡萄牙人很久以前就在不断地向西航行。早在1487年，葡萄牙人迪亚士就在国王的鼓励下，组织船只沿着非洲海岸向南航行，到达非洲最南部的好望角。接着，葡萄牙人达伽马（1469—1524年）组织了更大的船队，于1497年7月8日从里斯本出发，先是循着迪亚士发现的航路，于同一年的11月到达好望角，并从那里折向北航行。1498年3月，到达了莫桑比克。在一个阿拉伯向导的指引下，达这里建立据点，但遭到当地人的抵制，所以他在购买了大批的香料、丝绸、宝石和其它东方特产后匆匆返航。他这次所带回货物的纯利润是全部航行费用的60倍。在以后的航行中，葡萄牙人带来了更多的人马和大炮，打败印度洋上各地有组织的抵抗，建立了许多商业和军事据点，终于控制了这条通往东方的航路。

真正通过探险证实可以环绕世界航行的是麦哲伦。西班牙人虽然发现了美洲，但当时在那里所获得的利益却远远不如葡萄牙人在印度所获得的多，所以西班牙决意要继续向西航行，以求从西面到达印度。1519年9月20日，葡萄牙人麦哲伦（1480—1521年）在西班牙国王的资助下，率领一支由五条大帆船和265名水手组成的探险船队出航，先是沿着已经知道的道路向西航行，然后转向南，沿着美洲大陆摸索着南下。途中曾经因冬天的寒冷而停留相当长一段时间。此后，在春天到来之际发现了美洲南部的海峡，后来人们把这里称为麦哲伦海峡。在横渡太平洋时，麦哲伦的船队经历了严重的缺少食物和淡水的困难，一些丧失希望的人曾经发动反对麦哲伦的叛乱，叛乱的首领被麦哲伦抛在途中的荒岛上。1521年3月，终于到达了菲律宾群岛。麦哲伦的船队在这里得到了补充。麦哲伦在干涉岛上内部战争时，被当地的土著人杀死。后来船队沿着已经熟悉的航路进入印度洋，再沿着葡萄牙人发现的航路返回西班牙。当1522年9月船队返回西班牙时，水手们惊奇地发现所使用的日历少了一天。通过这次航行，地圆学说得到了确认。

新航路发现以后，世界的交往进一步扩大，但在初期，由于东西方在经济发展水平、武器等方面的差距，欧洲人开始了大规模的殖民活动，在非洲、亚洲和美洲占领殖民地，压迫和剥削当地人民，进行奴隶贸易。