Il 22 marzo 1518, a Valladolid, Magellano siglò un contratto con Carlo I, che gli mise a disposizione cinque navi per trovare le Isole delle Spezie: a Magellano e a Ruy Faleiro (astronomo) sarebbe spettata la quinta parte dei proventi della spedizione, mentre i loro eredi sarebbero stati nominati governatori nelle terre scoperte. Inoltre il re garantì di non avvallare un altro viaggio con lo stesso scopo per dieci anni a venire.
Il 10 agosto 1519 il viaggio ebbe inizio da Siviglia. La flotta di Magellano era composta da cinque navi:
" Trinidad, 130 tonnellate, 55 uomini, capitano: Ferdinando Magellano
" San Antonio, 130 tonnellate, 60 uomini, capitano: Juan de Cartagena
" Concepción, 90 tonnellate, 45 uomini, capitano: Gaspar de Quesada
" Victoria, 90 tonnellate, 42 uomini, capitano: Luis de Mendoza
" Santiago, 60 tonnellate, 32 uomini capitano: Giovanni Serrano
Tra i 234 uomini della spedizione figurarono 170 spagnoli, 40 portoghesi, 20 italiani e quattro interpreti africani ed asiatici. Le provviste erano formate da 7240 kg di pane biscottato, 194 kg di carne essicata, 163 kg di olio, 381 kg di formaggio, 200 barili di sarde salate e 2856 pezzi di pesce essicato.
Da Siviglia le navi seguirono il corso del Guadalquivir fino a Sanlúcar de Barrameda, dove furono costretti a fermarsi per cinque settimane, per le riluttanze delle locali autorità spagnole a far partire la spedizione sotto il comando di un ammiraglio portoghese. Solo il 20 settembre 1519 Magellano poté affrontare l'oceano.
Ben presto si trovò inseguito da un gruppo di navi mandati da re Emanuele I di Portogallo, deciso a sventare il tentativo spagnolo di trovare una via alternative in Oriente.
Atlantico e Sud America
Magellano riuscì a raggiungere le Isole Canarie, appartenenti alla Spagna, senza farsi prendere dagli inseguitori. Dopo aver preso a bordo nuove provviste, prese la rotta del Brasile. Il 20 novembre la sua flotta attraversò l'equatore. Sull'Atlantico si trovò sfidato da un ammutinamento dei suoi ufficiali spagnoli, al quale pose fine mettendo in catena il primo ufficiale della Trinidad, capo degli ammutinati. Il 6 dicembre venne raggiunta la costa del Sud America, dove la flotta mise l'ancora nella baia di Rio de Janeiro. Gli indigeni credevano i bianchi degli dei, poiché avevano portato la prima pioggia da lungo tempo. Il trattamento riservato ai marinai fu di conseguenza oltre ogni aspettativa, un fatto che avrebbe ritardato la continuazione del viaggio. Ormai si stava avvicinando l'inverno australe e quando Magellano dopo settimane di ricerche dovette amettere che il Rio de la Plata non nascondeva nessun passaggio verso il Pacifico, decise di svernare in una baia in Patagonia raggiunta il 30 marzo 1520 e chiamata Puerto San Julián.
A San Julián le provviste cominciarono a scarseggiare e si rese necessario un taglio delle razioni. Scoppiò un nuovo ammutinamento su tre delle cinque navi. La rivolta fu debellata e i capitani Luis de Mendoza della Victoria e Gaspare de Quesada della Concepción furono giustiziati; il capitano Juan de Cartagena della San Antonio e un clerico che aveva capeggiato l'ammutinamento vennero abbandonati sulla costa.
A maggio la Santiago venne spedita in avanscoperta, ma naufragò dopo poco tempo. Solo uno sparuto gruppo di marinai riuscì a trarsi in salvo e a tornare via terra da Magellano. L'ammiraglio si rassegnò ad aspettare la fine dell'inverno nella baia di San Julián, che le quattro navi superstiti lasciarono ad ottobre.
Tutte le baie e le bocche dei fiumi vennero esaminati, fino a raggiungere Cabo Vírgenes (Capo delle Vergini) il 21 ottobre. La Concepcion e la San Antonio furono mandate avanti e tornarono infine con l'agognata notizia di aver trovato il passaggio ad ovest.
Prima di partire Magellano concedette agli altri capitani la scelta di seguirlo ancora o di tornare in Spagna. Inizialmente tutti declinarono l'offerta, ma qualche notte dopo la San Antonio sotto il comando di Esteban Gomez lasciò la spedizione ed invertì la rotta dopo un nuovo ammutinamento a bordo.
Tre navi attraversarono il passaggio che oggi è noto come Stretto di Magellano e raggiunsero l'Oceano Pacifico il 28 novembre 1520.
Il Pacifico e la morte di Magellano
Magellano a questo punto credette di poter arrivare alle Isole delle Spezie in non più di un mese. Ma passarono tre mesi e venti giorni in alto mare durante i quali si avvistarono solo due isolotti disabitati. La maggior parte degli uomini si ammalò di scorbuto: non erano rimasti altri viveri che pane biscottato pregno di salsedine, vermi ed escrementi di topi. Dicianove uomini morirono durante la traversata.
Il 6 marzo 1521 la flottiglia raggiunse le Isole Marianne. Magellano le battezzò Islas de los Ladrones, quando su una isola (forse Guam) gli indigeni cercarono di impossessarsi di una delle scialuppe. L'ammiraglio ne fece giustiziare alcuni e bruciò le loro case.
Dopo essersi rifornite di nuove provviste, le navi di Magellano continuarono il viaggio fino alle Filippine, dove il 16 marzo raggiunsero Homonhon. In quel momento 150 degli 234 marinai erano ancora in vita. La lingua degli abitanti era nota all'interprete di Magellano, Enrique di Molucca. Così si arrivò ad uno scambio di doni con il re di Limasawa, Rajah Kolambu. Questi accompagnò gli spagnoli fino all'isola di Cebu, dove riuscirono nell'intento di convertire il re, Rajah Humabon e molti dei suoi sudditi al Cristianesimo. Quando Cebu si sottomise alla corona spagnola, scoppiò una rivolta sulla vicina isola di Mactan. Magellano decise di usare la forza per conquistare Mactan alla Spagna e al Cristianesimo. Quando sbarcò la mattina del 27 aprile 1521 a Mactan, venne ucciso dagli abitanti dell'isola.
Dopo la morte di Magellano
Poco dopo il re di Cebu rinnegò il Cristianesimo e ordinò un attacco agli spagnoli. Quasi trenta fra questi persero la vita. Gli spagnoli, ormai in numero troppo esiguo per governare tre navi, decisero di affondare la Concepcion ed elessero Juan Sebastián Elcano capitano della Victoria. Con le due navi rimaste fuggirono a Borneo, dove rimasero per 35 giorni a Brunei.
Il 6 novembre la spedizione raggiunse finalmente le Molucche. Sull'isola di Tidore il sultano locale si disse disposto a vendere loro finalmente le agognate spezie.
A questo punto le sorti delle navi superstite si divisero definitivamente:
La Trinidad scelse la strada del ritorno attraverso il Pacifico, ma già dopo poco fu attaccato da una flottiglia portoghese e privata del prezioso carico. Con solo cinque uomini ancora in vita e dopo un'odissea durata più di quattro anni, sarebbe tornata in Spagna solo nel 1525.
La Victoria con capitan Elcano e altri quaranta marinai continuò il viaggio verso ovest, doppiando il Capo di Buona Speranza il 6 maggio 1522 e facendo ritorno in Spagna il 6 settembre. Venti uomini di quest'ultimo equipaggiamento erano morti durante il viaggio, mentre altri tredici erano stati lasciato in ostaggio ai portoghesi da Elcano alle isole di Capo Verde per salvare il suo carico di 26 tonnellate di spezie. I 18 uomini rimasti erano i primi europei ad aver circumnavigato la terra in un unico viaggio. Fra questi, due italiani: Antonio Pigafetta e Martino de Judicibus.
