Désarmé depuis le , le "Vincennes" demeure à quai à Norfolk pendant deux ans. Avec deux circumnavigations, la réputation de robustesse du navire n'est plus à faire et il est sélectionné comme le vaisseau amiral pour participer à la mission d'exploration de l'Antarctique et des mers du sud du lieutenant Charles Wilkes. En conséquence, le navire est rééquipé pour faire face aux conditions climatiques et disposer de meilleures conditions d'équipement pour les scientifiques et les membres d'équipage. Le corps expéditionnaire quitte Hampton Roads le et arrive à Madère le , le aux îles du Cap-Vert, et Rio de Janeiro, au Brésil, le . Les réparations des navires occupés le reste de l'année, ce qui retarde le départ pour l'Antarctique jusqu'au . Le "Vincennes" passe le cap Horn facilement et mouille dans Orange Bay, sur la côte sud-est de la péninsule Hardy à au nord-ouest du cap. Une partie de l’expédition demeure sur place pour effectuer des relevés scientifiques tandis que Wilkes navigue vers les glaces du sud.