I 1825 begynte en ny ekspedisjon til Stillehavets søndre deler med fartøyet «Astrolabe», og Dumont d’Urville ble dens leder. Den første oppgaven var å lete etter ekspedisjonen med geografen Jean-François de La Pérouse som 1788 forsvant i området. I 1828 ble det funnet et vrak som trolig tilhørte La Pérouses ekspedisjon. I løpet av reisen ble det innsamlet over 1 600 planteeksemplar og omkring 900 mineralprøver. Videre kartla man Sørøya i New Zealand og man besøkte Fijiøyene, Ny-Caledonia, Ny-Guinea, Tasmania, Karolinene og Celebes. Dessuten ble flere språk som ble talt på de oppsøkte øyene dokumentert. I 1829 var ekspedisjonen tilbake i Frankrike.