I en usannsynlig vellykket seilas klarte Orellana å forsere hele veien ned elva Amazonas og nådde dens munning i august 1542. Fra munningen seilte han vestover langs Sør-Amerikas kyst til han kom til øya Margarita ved kysten av Venezuela øst i Karibia, der det var blitt etablert en spansk koloni.