Два года после экспедиции Америго состоял на службе в Португалии как астроном и картограф, навигатор, историограф, устроившись к Гонсало Куэльу на первую португальскую экспедицию. В середине августа 1501 года они открыли те же земли, которые были открыты испанцем Бартоломеу Рольданом, бывшим в этих землях в 1500 году.
В новый год экспедиция обнаружила новую удобную бухту Рио-де-Жанейро, исследовала 2000 км побережья, долгое время плывя вдоль берега, корабли решили повернуть, из трех кораблей один пришел в негодность, его пришлось сжечь.
Первый корабль вернулся в июне, второй в сентябре 1502 года, на борту которого был Америго Веспуччи и Гонсало Куэльу.
В третий раз экспедиция была снаряжена в 1503 году, отправились в путешествие 6 кораблей, после достижения берегов Бразилии, 3 корабля пропали без вести, а один из них затонул, в бухте «Всех святых» они впервые высадились, и продвинулись вглубь материка на Бразильское нагорье на целых 250 км. В течении 5 месяцев они собирали сырье, и в 1504 году высадились в Лиссабоне с грузом сандалового дерева.
Это плавание было наиболее прибыльным и имело большие перспективы в деле дальнейшего освоения земель.
Но самое интересное в жизни Америго Веспуччи было еще впереди.