Også på Påskeøya fant Heyerdahl spor etter tidlige bosetninger. Da han reiste dit i 1955, hadde han med seg fem arkeologer, tre fra USA, en nordmann og en chilener. Karbondateringer av funn viste at det hadde bodd mennesker der så tidlig som 380 e.Kr, og under utgravningene fant de uthogginger i stein som kunne minne om gamle tradisjoner i Peru. Ekspedisjonen avdekket tre kulturepoker; før dette var det antatt at det bare var én. De fant blant annet flere steinstatuer som minnet sterkt om statuer funnet i Tiwanaku sør for Titicacasjøen i Bolivia. De store steinstatuene, moaiene, regnes for å tilhøre den andre kulturepoken. I tillegg fant de totora-siv i kratersjøene på øya, en nyttevekst som ble dyrket i inkariket og brukt som materiale i blant annet sivbåter. Ifølge gamle legender på Påskeøya kom Hotu Mota, det første mennesket, fra en øy i vest. I legenden het øyen Marae Renga. Det har blitt påpekt at denne øyen kan være identisk med Mangareva, som ligger 2000 km vest for Påskeøya, men Heyerdahl mente legenden ikke kunne stemme.