裏文斯東和歐茲威魯在恰貝會合了瑪莉和三個孩子。他們乘坐牛車，準備回到科魯貝去。他們模越了沙漠到達同加河。在這裏，裏文斯東決定繼續留在那裏，請歐茲威魯送瑪莉母子回去。歐茲威魯提出了抗議，但裏文斯東仍堅持他的決定，他並不想說明那個理由，另是說“沒什麼特別的事，隻是瑪莉昨晚生了一個小男孩。”這個孩子是瑪莉的第五個孩子，取名叫歐茲威魯。6個月後，他們利用牛車回到了開普敦，1852年4月，瑪莉和孩子們終於坐船回到英國。她的丈夫則繼續留在非洲，準備隨時探險。
裏文斯東在一生中，做了3次大規模的旅行。第一次曆時4年，1852年6月從開普敦出發，越過卡拉哈裏沙漠，到達現在波紮那北部的馬科羅羅族的市鎮裏安地。繼承西北圖亞奈王位的18歲新王酉科裏多和他的父親一樣，對裏文斯東表示友好。了解到裏文斯東想要溯行讚比西河後送給他1艘獨木舟和27個馬科羅羅人。這些黑人們的忠節和不屈不撓的精神，在旅程中給了他很大的幫助。裏文斯東非常喜歡馬科羅羅族，他這種感覺一生都沒有改變過。
他的計劃雖然單純，卻顯得非常大膽。他計劃由讚比西河溯行到這條河的水源，然後繼續前進到酉海岸，再從酉海岸折回讚比西河；接著沿著讚比西河南下，預計到達莫桑比克境內葡萄牙人城市凱利馬內附近的河口。
橫越大陸約有4800公裏以上，所要經過的全部路途約有8000公裏左右。為了解決這支遠征隊的食糧問題，裏文斯東帶了1支獵槍和3把手槍。為了沿途交易，隨行的馬科羅羅族人搬了9公斤的玻璃珠。裏文斯東為了保持行動輕便，隻帶了1頂小帳蓬和1套沿途換洗的衣服。他最貴重的財產就是能辨認方位和正確測量位置的各種科學儀器，及一些準備作詳細觀察記錄的日記簿和幻燈機等。幻燈機可以明顯的映出聖經的內文，在世界各地的傳教士們，常利用這種幻燈機來輔助傳道。當裏文斯東即將離開裏安地時，他把這些幻燈機交給西科裏多的一位妻子，請她代為保管。
1854年1月裏文斯東和馬科羅羅的黑人們從裏安地出發不久就陷入苦難。裏文斯東患了嚴重的虐疾，身體顯得非常衰弱。再加上暴雨，無人的荒地上找不到任何充饑的食物。一行人變得落魄不堪。裏文斯東的小帳篷因風雨吹襲而破損，休息時，他隻好躺在潮濕的地麵上。他拖著疲憊的步伐前進，如果碰到平坦易走的路，就騎上牛背。
經過一段艱難拔涉，他們終於來到一個部落，但這並沒有給他們帶來好運。當地的酋長竟然把他們僅剩的東西全都沒收。連裏文斯東的破襯衫和馬科羅羅人手上戴的銅環都無一幸免。
後來他們沿讚比西河繼續溯行，越過了分水線——河朝西向大西洋開始流的地點，探險隊進入葡萄牙領土（現在的安哥拉），到達專做奴隸買賣的地方。這裏的酋長不隻要求東西而已，也要黑人。這時裏文斯東非常驚訝——因為他們把馬科羅羅族的男人當作是奴隸。雖然疲累加上病痛，但他們仍然咬緊牙關到達盧安達的海岸。
四個月之中，他們走過地圖上從未記載過的荒地約公裏。葡萄牙人很友好，不僅供給他們吃穿，還白白送給他們一些新裝備。盧安達的大主教用自己的積蓄買了些衣服和毛毯送給馬科羅羅族的黑人們，同時也給馬科羅羅的酋長買了禮物。這些禮物包括馬鞍、馬口戰和一匹附帶附繩的馬及一套裝飾過的葡萄牙陸軍上校製服。正在盧安達訪問的一艘英國巡洋艦的士兵們，更為裏文斯東做了一頂新的帳篷。裏文斯東為了恢複體力，繼續留在海岸地方，因此對此地的奴隸貿易有了更進一步的了解。
回途並不比去時順利。途中，裏文斯東因為風濕熱，加上暴雨的侵襲，一度意識模糊，在泥土上躺了8天。一年的千裏跋涉，他們終於越過了重重險阻，回到裏安地。裏文斯東和馬科羅羅的黑人們把那套陸軍上校的製職交給西科裏多。
1個月後，似乎永不知疲倦的裏文斯東又帶著更多的馬科羅羅族的誌願者，再度出發探險。這次計劃沿著資比西河到達下遊一帶。1855年10月17日，他們到達一個非洲人稱作“有雷鳴的聲響，並且會產生無數的水煙”的大瀑布。裏文斯東為了表示對英國女王的敬意，將它取名為維多利亞瀑布。
他們繼續朝著東方前進，但還沒有看到科普拉巴拉急流就繞了過去。6個月後，他們仍在通往下遊的路線上艱苦的行進。這時候，由於糧食已所勝無幾，他們不得不進入草木中尋找樹根或蜂蜜。一行人走到距由葡萄牙讚比西河前哨地台特僅13公裏處時，已經疲憊得再也無法動彈。如果這個訊息沒被帶回到一位葡萄牙司令官耳中，裏文斯東和馬科羅羅的黑人們就可能死在這個距離他們的目的地僅13公裏的荒地中。葡萄牙司令官派了部下帶著擔架和“從未吃過，而最能恢複體力的早餐。”前來迎接他們。遠征隊雖在1856年5月20日到達凱利馬內，此時距離裏文斯東從開普敦出發探險，中間已隔了4年。他終於成功了，盡管曆盡千辛萬若，但終有了回報，他成為了橫越非洲大陸的歐洲第一人。
當裏文斯東橫越大陸的消息傳到英國後，英國派了一艘船前來迎接他歸國，裏文斯東在台特和馬科羅羅的夥伴告別時，向他們允諾，3個月以內一定會再回來，並且把他們帶回到安地的故鄉。事實上，當他們回到故鄉已是4年後的事了！
回到英國後，裏文斯東對自己所擁有的讚譽大為吃驚。“他們會繼續不停的讚美我，直到我進入墳墓為止”，他這樣寫著。倫敦市和愛丁堡將他當作榮譽市民；維多利亞女王也邀請他到宮裏。最高的榮譽是他成為皇家地理學會的一員。
“我覺得自己並沒有達到預定的目標”他認為：“這些地理學上種種的成果，隻不過是我傳教事業的出發點罷了！”他在劍橋大學的演講會上，以這句話作為結束——“我是要讓大家都注意非洲，非洲現在已經開發了，為了不讓它再度閉塞，我準備再回到非洲，為國人和基督教開路。”
裏文斯東被任為駐凱利馬內的英國領事，並以這個身分回到非洲。他給自己設定的目標是，開通讚比西河以為通往內陸的通商路，而且一定要終止奴隸買賣。他知道在人會比傳教士更早到那裏。
裏文斯東認為要想有效對厄製奴隸貿易在南非流行，唯一的手段就是把西列高地開發成文明地。通過這片肥沃地域的通路，是在西列河和讚比西河的上遊地。不過這裏是葡萄牙的屬地，而葡萄牙人卻大量的從事奴隸貿易，所以裏文斯東認為葡萄牙不會讚成禁止“奴隸貿易的罪惡”。他想如果能開發位於坦桑尼亞和莫桑比克國境內的魯夫馬河，便可直接通到尼拉薩湖。為了發現這條新路，“開拓者”號從魯夫馬河湖行了50公裏。但是到達這個地方後，卻發現河水太淺，開拓者號無法繼續前行，便沿著海岸，從讚比西河航行到西列河。在這同時，裏文斯東等人計劃找地方建傳教所，他們認為，建立傳教所是結束貿易的第一步。
在前往內陸的途中，時常可以看到被手鏈著的男女，或是兒童排成一長列，繞過丘陵，被押到穀邊。驅趕奴隸的黑人監視者們用“長馬口鐵做成的笛子，吹著代表勝利驕傲的曲子”。當裏文斯東一行人出現在他們麵前時，這些監視者們因恐懼而爭相逃亡。裏文斯東一行人用小刀把女人和兒童的鏈子切斷，恢複她們的自由。但是要解放男人們比較困難，因為這些男人們的脖子上多裝了堅固的頭枷，兩端還用鐵棒固定著。幸好主教帶了鋸子，利用鋸子才把頭枷切斷，讓男人們一個個恢複了自由。
裏文斯東把海軍小艇從瀑布運到巴拉薩湖。他和弟弟查理士，及約翰·科爾克一起探險了這湖的大小內灣。他們發現，奴隸買賣正以“可怕的速度進行”著。阿拉伯一艘艘張著帆的帆船載滿了奴隸，越過這個湖。裏文斯東為了在湖上，狠狠地打擊一下這些奴隸商人，又訂了另一艘船。1861年底，他來到海岸，接收了這艘船，同時監督這艘船的裝配。
運了這艘新造的小蒸汽船——尼拉薩女士號的海軍軍艦上，坐了一位預備和探險隊一起行動的瑪莉·裏文斯東。但在途中，幾乎全船的人員都患了虐疾。4月27日，死神奪走了瑪莉的生命。裏文斯東絕望，他的心跟著瑪莉死去了，但他決定繼續完成計劃，可地平線完全被黑暗封閉著。
雖然有了尼拉薩女士號，但也隻溯行約250公裏，就不得不折回；經過分解，越過西列河的瀑布，船被運往上遊。在上遊，奴隸貿易更猖狂。“屍體每天從船灣流去，每天早上，都得把晚間暫放在船艙外的屍體清除掉。”所有的村落因為殘酷的掠奪，成了一片廢墟。船員們一個個的死去，馬凱茲大主教也是不幸者之一。約翰·科爾克和查理士則病況嚴重，無法再繼續前往。他們無法雇請勞工為他們開拓一條歸路，也無法買到食糧，因為武裝的奴隸商們不斷的威脅他們。
1863年7月2日，英國政府終於命令他們停止遠征。雖然這次遠征以失敗告終，但他們的成績是顯著的，至少他們讓尼拉薩湖和酉列高地留在了地圖上；並且對世界揭露了醜陋的奴隸貿易。“我要引起大家對非洲的注意……”裏文斯東這樣寫著。後來，非洲的動態也確實逐漸受到了人們的關注！