经过周密完备的准备工作，哥伦布终于在1492年8月3日从西班牙出发。他的船队由3艘大帆船和87名水手组成。哥伦布带领船队一直向西航行，他对途中见到的每一群海鸟和每一片水草都进行仔细地观察，不放过丝毫线索。1492年10月12日凌晨，在经过两个多月的航行后，却看不见日夜期盼的陆地，船员怨声载道，几乎要发生叛乱的时候，船头上的一名水手突然一声惊叫：“啊！陆地！”原来他在月光下隐隐约约地看到前方有一块陆地。

天亮时，他们来到了一个岛屿。哥伦布立即登陆，面对繁盛的草木，他惊喜地宣布这里是西班牙的土地，并命名为圣萨尔瓦多岛。圣萨尔瓦多意为救世主，这个岛屿就是现在巴哈马群岛中的华特林岛。哥伦布以为他已经到了印度，所以就称当地人为印第安人（即印度人）。哥伦布没有向西，而是由此向南继续航行，到达了附近的古巴和海地，在那里发现大量大小不一的岛屿。令哥伦布有些沮丧的是，这里并没有他所想象的那么多黄金和香料，只是有许多他们从来没有见到的动植物和风土人情。尽管如此，土地对他来说也是非常重要的。

哥伦布作为欧洲人中在美洲的第一个殖民者，虽然没有得到大量的黄金，但是依然有很多满足自己需求财富的欲望的途径。起初，欧洲殖民者还不是赤裸裸的抢夺，而是进行不平等的贸易。当时这些岛屿上，印第安人的生产方式还是非常落后的，因此，欧洲人带来的所有制品，甚至废物、玻璃碎片和每张用过的扑克牌对于他们来说都是宝贝。他们用这些东西大量换取印第安人的贵重物品。印第安人把这些远方来的白人当成神仙派来的贵客，热情地款待，满足他们的各种要求，对于他们的野心并没有防备。然而正是这些人宣布了他们灾难的到来。哥伦布到达海地以后，在那里建立据点，把欧洲的先进武器——大炮和火枪带到了岛上，开始了对当地人民的血腥统治和疯狂掠夺。哥伦布为了炫耀他的成功，带着掠夺来的财富和10个印地安人返回，于1493年3月15日回到西班牙的巴罗士港，向欧洲人宣布他已经找到了通往印度的新航路。这在欧洲引起了轰动，哥伦布得到了国王的礼遇，成为西班牙的贵族。

不久，西班牙国王又一次派哥伦布远航。这次，哥伦布先后到达多米尼加、海地等地。此后，哥伦布又两次到达美洲。但由于哥伦布所到之处都没有大量黄金，他并未给西班牙国库带来巨额收入，也未能使自己成为巨富，反而遭到西班牙贵族的忌恨和排挤。1506年5月20日，他病逝于西班牙的瓦里阿多里德城。

哥伦布临死都认为他所到的地方是印度。后来，一个叫作亚美利加的意大利冒险家到了美洲大陆的另一边，看到了太平洋，证实了哥伦布发现的并不是印度，而是欧洲人过去不知道的一个新大陆。后来，人们就把那里称为亚美利加洲，即美洲。

就在西班牙派人向西航行的时候，葡萄牙人也在努力向南寻找通向东方的航路。葡萄牙人很久以前就在不断地向西航行。早在1487年，葡萄牙人迪亚士就在国王的鼓励下，组织船只，沿着非洲海岸向南航行，到达非洲最南部的好望角。接着，葡萄牙人达·伽马（1469～1524）组织了更大的船队，于1497年7月8日从里斯本出发，先是循着迪亚士发现的航路，于同一年的11月到达好望角，并从那里的转变航向北航行。1498年3月，到达了莫桑比克。在一个阿拉伯向导的帮助下，到这里建立据点，但遭到当地人的排挤，所以他在购买了大批的香料、丝绸、宝石和其它东方特产后匆匆返航。他这次所带回货物的纯利润是全部航行费用的60倍。在以后的航行中，葡萄牙人带来了更多的人马和大炮，打败印度洋上各地有组织的抵抗，建立了许多商业和军事据点，终于控制了这条通往东方的航路。

真正通过探险证实地圆学说的是麦哲伦。西班牙人虽然发现了美洲，但当时在那里所获得的利益却远远不如葡萄牙人在印度所获得的多，所以西班牙执意继续向西航行，以求从西面到达印度。1519年9月20日，葡萄牙人麦哲伦（1480～1521）在西班牙国王的资助下，率领一支由5条大帆船和265名水手组成的探险船队出航，先是沿着已经知道的道路向西航行，然后转向南，沿着美洲大陆摸索着南下。途中曾经因冬天的寒冷而停留相当长一段时间。此后，在春天到来之际，发现了美洲南部的海峡，后来人们把这里称为麦哲伦海峡。在横渡太平洋时，麦哲伦的船队经历了严重的缺少食物和淡水的困难，一些感到绝望人曾经发动反对麦哲伦的叛乱，叛乱的首领被麦哲伦抛在途中的荒岛上。1521年3月，终于到达了菲律宾群岛。麦哲伦的船队在这里得到了补充。麦哲伦干涉岛上内部战争时，被当地的土著人杀死。后来船队沿着已经熟悉的航路进入印度洋，再沿着葡萄牙人发现的航路返回西班牙。当1522年9月船队返回西班牙时，水手们惊奇地发现航程历时少了一天。通过这次航行，地圆学说得到了确认。

新航路发现以后，世界的交往进一步扩大，但在初期，由于东西方在经济发展水平、武器等方面的差距，欧洲人开始了大规模地殖民活动，在非洲、亚洲和美洲占领殖民地，压迫和剥削当地人民，进行奴隶贸易。