לאחר הדברים האלה המשיכה "דיסקברי" מערבה למצוא מקום מתאים למגורי-קבע לעונת החורף האנטארקטי. ב-8 בפברואר נכנסה למצר מקמרדו ומאוחר יותר באותו יום עגנה במקום סמוך לגבולו הדרומי, שקיבל בהמשך את השם מפרץ מגורי החורף. וילסון כתב: "כולנו היינו מודעים למזל יוצא הדופן ששיחק לנו במציאת מקום כזה למגורי חורף, בטוח לספינה ומוגן בשלמות מכל לחץ של קרח."
המסיק ויליאם לאשלי, לעומת זאת, הביע את דעתו, שזה נראה "מקום משמים." העבודה על החוף החלה בהקמת צריפי המשלחת על חצי אי טרשי, שנקרא האט פוינט. סקוט החליט, שהמשלחת תמשיך לחיות ולעבוד בספינה, והניח ל"דיסקברי" לקפוא בקרח הים. את הצריף הראשי החליט להקצות למחסן ולמחסה.
בכל הקבוצה לא היה אף גולש סקי מומחה ורק לברנאקי ולארמיטג' היה איזה שהוא ניסיון בעבודה עם כלבי-מזחלת. תוצאות מאמציהם המוקדמים של האנשים להקנות לעצמם את הטכניקות הללו לא בישרו טובות ורק חיזקו את העדפתו של סקוט לגרירה בכוח אדם. הסכנות הטמונות בתנאים הזרים להם התאמתו ב-11 במרץ, כשקבוצה ששבה ממסע ניסיון לכף קרוזייה נתקעה על מדרון מכוסה קרח בשעת סופת שלגים. במהלך נסיונותיהם למצוא מקום בטוח יותר, החליק המלח הכשיר (Able seaman) ג'ורג' וינס מקצה צוק ונהרג. גופתו לא נמצאה מעולם; צלב ועליו כתובת פשוטה, שהוקם לזכרו, עודנו ניצב בראש הצוק הנישא של האט פוינט.
במשך חודשי החורף מאי-אוגוסט היו המדענים עסוקים במעבדותיהם, וכל השאר עסקו בהכנת ציוד ואספקה לעבודת העונה הבאה. לשם בידור והפגת מתח היו הצגות תיאטרון חובבניות ופעילויות העשרה חינוכית בצורת הרצאות. עיתון, "טיימס הקוטב הדרומי", יצא בעריכת שקלטון. גם פעילויות תחת כיפת השמיים לא חדלו כליל; היו משחקי כדורגל על הקרח, ולוח הזמנים לתצפיות מגנטיות ומטאורולוגיות נשמר בקפדנות. עם תום החורף, התחדשו מסעות ניסוי במזחלות, כדי לבחון את הציוד ומנות המזון בעוד מועד לפני המסע המתוכנן דרומה, שאליו ייצאו סקוט, וילסון ושקלטון. בינתיים יצאה קבוצה בראשות רוידס אל כף קרוזייה, להשאיר מסר בתחנה שם, וגילתה מושבת פינגווין קיסרי. במשך 5 ימים היו אנשי הקבוצה כלואים באוהל בגלל סופת שלגים וטמפרטורה של 50- מעלות צלזיוס. מזג האוויר הקשה אילץ את רוידס לחזור מוקדם מכפי שתכנן, אך בדיקת הרופאים בשובם לבסיס אישרה, לרווחת הכל, שבריאותם לא נפגעה. קבוצה אחרת, בראשות ארמיטג', סיירה בהרים בכיוון מערב ושבה באוקטובר, עם סימנים מדאיגים של צפדינה. סקוט המודאג הורה על בדיקות לכל חברי המשלחת, ואצל כולם התגלו סימנים ראשונים למחלה. התפרצות הצפדינה נבלמה לאחר שינויים בתפריט. לאחר זמן האשים ארמיטג' את סקוט בהתפרצות המחלה, בגלל "התנגדותו הרגשנית" לשחיטת בעלי חיים לבשר טרי.
המסע דרומה.
סקוט, וילסון ושקלטון יצאו ב-2 בנובמבר 1902 עם כלבים וקבוצות מסייעות. מטרתם הייתה "להרחיק דרומה בקו ישר על קרח החומה ככל שנוכל, להגיע אל הקוטב במידת האפשר, או למצוא ארץ חדשה." אל ציון הדרך המשמעותי הראשון הגיעו ב-11 בנובמבר, כשקבוצה מסייעת עברה את שיא קצה הדרום של בורכגרווינק ב-'50 78°. אולם חוסר המיומנות בשליטה בכלבים בא עד מהרה לביטוי, וההתקדמות הייתה איטית. אחרי שהקבוצות המסייעות חזרו, ב-15 בנובמבר, החלה קבוצתו של סקוט לחלק את מטענם (לקחת חצאי מטען קדימה ואז לחזור בשביל המחצית השנייה), ומכאן שעשו מסע של 4.8 ק"מ על כל 1.6 ק"מ של התקדמות דרומה. היו טעויות בעניין מזון הכלבים, וכאשר הכלבים נחלשו, נאלץ וילסון להרוג את החלשים ביותר כדי שישמשו כמזון לאחרים. גם האנשים כשלו, נאבקים בעוורון שלג, בכוויות קור ובתסמינים ראשונים של צפדינה, אך המשיכו דרומה בקו ישר עם ההרים ממערב. את חג המולד חגגו במנות כפולות, וקינוח חג מולד, ששקלטון שמר לאירוע, חבוי עם גרביו. ב-30 בדצמבר 1902, בלי לעזוב את חומת הקרח, הגיעו אל קצה הדרום שלהם ב-'17 82° דרום. הבעיות התרבו והלכו במסע חזרה, כשהכלבים הנותרים מתו והצפדינה הכריעה את שקלטון. הרישום ביומנו של וילסון מיום 14 בינואר 1903 מאשר כי "כולנו מגלים סימנים קלים, אך ברורים, של צפדינה". סקוט ווילסון התנהלו בקושי הלאה ושקלטון, שלא היה מסוגל לגרור מזחלת, פסע לצידם ומדי פעם נישא על המזחלת. לבסוף הגיעה הקבוצה אל האונייה ב-3 בפברואר 1903, אחרי מסע של כ־1480 ק"מ כולל צעידות הלוך ושוב להעברת המטען, ב-93 ימי מסע, בממוצע של קצת יותר מ-16 ק"מ ליום.
הגעת ספינת הסיוע.
כשקבוצת הדרום נעדרה, הגיעה ספינת הסיוע מורנינג, ועליה מטען אספקה טרייה. מארגני המשלחת הניחו, שה"דיסקברי" תשתחרר מן הקרח בראשית 1903, ואז יוכל סקוט לצאת לעוד שיוטי מחקר ומדידות לפני שיחזור החורף. הכוונה הייתה, ש"דיסקברי" תחזור לניו זילנד במרץ או אפריל, ומשם לאנגליה דרך האוקיינוס השקט, ובדרכה תמשיך במדידות המגנטיות שלה. "מורנינג" תספק כל סיוע שסקוט עשוי להזדקק לו במהלך תקופה זו.
תוכנית זו נכשלה, כיון ש"דיסקברי" נשארה תקועה ללא ניע בכבלי הקרח. מרקהם ציפה לכך, בינו לבין עצמו, ורב החובל של "מורנינג", ויליאם קולבק, הביא עמו מכתב סודי אל סקוט, שבו אישור לעוד שנה בקרח. הואיל ועכשיו הייתה תחזית זאת לבלתי נמנעת, סיפקה ספינת הסיוע הזדמנות לכמה מאנשי הצוות לחזור הביתה. ביניהם, שלא בטובתו, היה שקלטון המחלים, שסקוט החליט כי "מוטב לו שלא להסתכן בעוד תלאות במצב בריאותו הנוכחי". הסיפורים על הקרע בין סקוט לשקלטון מקורם בנקודה זו, או בסכסוך משוער במהלך מסעם דרומה, שהביא לחילופי דברים כעוסים. כמה מפרטים אלה סיפק ארמיטג', שקשריו עם סקוט התדרדרו ללא תקנה ואחרי שסקוט, וילסון ושקלטון הלכו כולם לעולמם, בחר לגלות פרטים, שנטו להציג את סקוט באור שלילי. ראיות אחרות מצביעות על כך, שסקוט ושקלטון נשארו ביחסים טובים באופן כללי לתקופת-מה; שקלטון פגש את המשלחת בשובה הביתה ב-1904 ואחר כך כתב מכתב לבבי מאוד לסקוט.
השנה השנייה.
לאחר תום החורף של 1903, התכונן סקוט למסע העיקרי השני של המשלחת: עלייה אל ההרים המערביים וחקר אזוריה הפנימיים של ארץ ויקטוריה. קבוצת הסיור של ארמיטג' מן השנה שעברה סימנה נתיב חדש לגובה של 2,930 מ' לפני שפנתה לשוב על עקבותיה, אבל סקוט רצה לפנות מערבה מנקודה זו, במידת האפשר אל מיקומו של הקוטב הדרומי המגנטי. לאחר יציאה כושלת בגלל מזחלות פגומות, יצאה קבוצה ובה סקוט, לאשלי, ואוונס ב-26 באוקטובר 1903 מ"דיסקברי".
בעלייה על קרחון גדול, שלו קראו על שמו של גאולוג המשלחת פראר, הגיעו לגובה של 2300 מ', ואז כלאו אותם סופות שלגים למשך שבוע במחנה. הסופות לא איפשרו להם להגיע אל פסגת הקרחון עד 13 בנובמבר. אז המשיכו והתקדמו אל מעבר לנקודת קצה הדרום של ארמיטג', גילו את רמת הקוטב והיו לקבוצה הראשונה שצעדה עליה. אחרי שהקבוצה הגאולוגית והקבוצה המסייעת חזרו, המשיכו סקוט, אוונס ולאשלי מערבה על פני מישור נטול תוואי נוף למשך עוד שמונה ימים, למרחק של כ-240 ק"מ להגיע אל הנקודה המערבית ביותר שלהם ב-30 בנובמבר. כיון שטבלאות הניווט שלהם אבדו בסופה בשעת העלייה על הקרחון, לא יידעו היכן בדיוק הם נמצאים, ולא היו שום תוואי נוף לעזור להם לקבוע את מיקומם. המסע חזרה אל קרחון פראר התנהל בתנאים, שהגבילו את התקדמותם ללא יותר מ-1.6 ק"מ בשעה, כשמצרכי המזון אוזלים והולכים והם תלויים בכללי הניווט הנסיוניים של סקוט. בירידה מן הקרחון ניצלו סקוט ואוונס מנפילה אל תוך בתרון, שיכלה להביא למותם, לפני שגילו אזור נקי משלג או עמק יבש, תופעה נדירה באנטארקטיקה. לאשלי תיאר את העמק היבש כ"מקום נהדר לגידול תפוחי אדמה".
הקבוצה הגיעה אל ה-"דיסקברי" ב-24 בדצמבר, לאחר מסע הלוך-ושוב של 1,120 ק"מ במשך 59 יום. הממוצע שלהם, יותר מ-22 ק"מ ביום במסע זה שכולו גרירה בכוח שרירי אדם, עלה באופן משמעותי על זה שהושג עם כלבים במסע דרומה של העונה הקודמת, עובדה שחיזקה עוד יותר את הדעות הקדומות של סקוט נגד שימוש בכלבי-מזחלת. היסטוריון הקטבים דייוויד קריין מגדיר את המסע מערבה "אחד המסעות הדגולים בתולדות הקטבים".
כמה מסעות אחרים הושלמו בתקופת העדרו של סקוט. רוידס וברנאקי יצאו למסע של 31 ימים על החומה בכיוון דרום-מזרח, צפו באופיה השטוח וערכו עוד קריאות מגנטיות. קבוצה אחרת חקרה את קרחון קטליץ בדרום-מערב, ווילסון יצא לכף קרוזייה לצפות מקרוב במושבת הפינגווין הקיסרי.
משלחת הסיוע השנייה.