Jabarkan Torres memegang komando dari Luís Vaz de Torres

Torres tetap berada di Espritu Santo selama 15 hari sebelum membuka pesan bersegel yang diberikan kepadanya oleh Raja Muda Peru. Pesan itu berisi perintah tentang hal-hal yang harus dilakukan apabila rombongan bahtera menjadi saling terpisah dan tentang siapa orang yang akan mengambil alih komando apabila rombongan kehilangan Queirós. Pesan itu tampaknya memunculkan nama Prado sebagai pengganti Queirós, karena dia merupakan capitan-entretenido (asisten kapten) selama perjalanan. Tetapi, terdapat bukti kuat yang menunjukkan bahwa Torres masih memegang komando, termasuk catatan yang ditulis oleh Prado sendiri.

Pantai selatan Pulau Papua dan Selat Torres

Pada tanggal 26 Juni 1606 San Pedro dan Los Tres Reyes di bawah komando Torres berlayar ke Manila. Angin yang berlawanan arah menghambat rombongan bahtera mengambil rute terdekat sepanjang pesisir utara Pulau Papua. Catatan Prado menyatakan bahwa mereka melihat daratan pada tanggal 14 Juli 1606, yang barangkali Pulau Tagula di Kepulauan Louisiade, di tenggara Pulau Papua. Perjalanan berlanjut hingga dua bulan berikutnya di sepanjang pesisir tenggara, dan sejumlah pendaratan dilakukan untuk menambah cadangan air dan makanan orang-orang di bahtera. Penjelajahan ini berhasil menemukan Teluk Milne termasuk Pulau Basilaki yang mereka namai dengan Tierra de San Buenaventura, mengambilalih kepemilikan pulau itu untuk Spanyol pada bulan Juli 1606. Kejadian ini menggiring Spanyol berhubungan lebih dekat bahkan disertai tindak kekerasan dengan penduduk asli pulau ini. Prado dan Torres masing-masing mencatat penangkapan dua puluh orang, termasuk seorang perempuan hamil yang kemudian melahirkan pada beberapa pekan berikutnya. Dari kepulauan ini, Torres melayari sepanjang pesisir selatan Pulau Papua dan tiba di Teluk Orangerie, yang dia namai dengan Bahía de San Lorenzo sebab dia mendarati pulau ini pada tanggal 10 Agustus, sebagai perayaan Santo Laurensius atau San Lorenzo. Rombongan kemudian berlayar ke Teluk Papua, menyelidiki dan memetakan garis pantai. Prado melukis sejumlah sketsa peta pelabuhan di Teluk Papua, beberapa di antaranya masih terpelihara.

Selama beberapa tahun dipercaya bahwa Torres mengambil rute yang berhampiran dengan pesisir Pulau Papua untuk mengarungi selat sejauh 150 kilometer yang kini mengabadikan namanya, tetapi pada tahun 1980 seorang pelaut besar Queensland, Kapten Brett Hilder memeragakan bahwa kelihatannya lebih masuk akal jika Torres mengambil rute yang lebih selatan melalui terusan yang kini disebut Selat Endeavour, pada tanggal 2–3 Oktober 1606. Menurut penulis Australia, George Collingridge, Torres "telah menemukan Australia tanpa menyadari fakta ini." Dari tempat ini, dia melihat Tanjung York, titik paling utara Australia. Terlepas dari benar atau tidaknya, Torres tidak pernah mengaku bahwa dia melihat benua selatan (Australia). "Di sini terdapat pulau-pulau yang sangat luas, lebih-lebih lagi di selatannya" demikian dia tulis.

Torres menelusuri pesisir Pulau Papua, dan mengambil alih kepemilikan pulau ini atas nama Raja Spanyol pada tanggal 18 Oktober 1606. Pada tanggal 27 Oktober dia berhasil mencapai titik terbarat Pulau Papua dan kemudian meneruskan perjalanannya ke utara Pulau Seram dan Pulau Misool menuju Laut Halmahera. Pada permulaan bulan Januari 1607 dia berhasil mencapai Pulau Ternate, bagian dari Kepulauan Maluku. Dia berangkat pada tanggal 1 Mei menuju Manila, dan tiba di sana pada tanggal 22 Mei. Penjelajahan membuktikan bahwa Pulau Papua bukanlah bagian benua yang dicari-cari.