Изучение местности, пополнение запасов пресной воды, а также починка оснастки корабля были закончены к концу декабря. Можно было сниматься с якоря.
«Наши друзья туземцы, — писал Флиндерс, — продолжали посещать нас. Когда старик с несколькими другими туземцами были у наших палаток, я приказал группе моряков, находившейся на берегу, произвести упражнения в их присутствии. Красные мундиры и белые пояса были встречены с огромным восхищением, ибо несколько напоминали их собственный обычай украшать себя; барабан и особенно флейта удивили их. Но когда они увидели этих красно-белых людей, со сверкавшими мушкетами, выстроившихся в ряд, они пришли в полный восторг. С величайшим вниманием туземцы следили за ружейными приемами моряков, непроизвольно повторяя их движения. Один старик стал в конце строя моряков с короткой палкой, которую он клал на плечо, брал на караул, ставил к ноге, не понимая, я уверен, смысла того, что делал. До того как произвести оружейный салют, индейцам объяснили, что должно произойти, поэтому залп не вызвал большого ужаса».
Флиндерс намеревался выйти в море 3 января 1802 г., но неблагоприятный ветер задержал его в бухте еще на два дня. 5 января при умеренном ветре и прекрасной погоде «Исследователь» покинул бухту Кинг-Джордж, чтобы продолжить дальнейшее изучение южного побережья Повой Голландии.
Поражает, с какой тщательностью изо дня в день Флиндерс сам, никому не перепоручая, исследовал побережье. Он старался вести корабль как можно ближе к берегу. Когда же туман, течения и ветры заставляли Флиндерса отходить от берегов на безопасное расстояние, он поднимался на топ-мачту и продолжал свои наблюдения. Наброски, сделанные за день, Флиндерс каждый вечер наносил на черновую карту. Впоследствии он писал: «Мое решение видеть и зарисовать каждую деталь собственноручно требовало постоянного внимания и большого труда, но благодаря этому я достигал той степени точности, которую желал».
Флиндерс благополучно прошел архипелаг Решерш, но у островов Ньютс его ждала неприятность. Корабль опять стал давать сильную течь. 1 февраля уровень волы в трюме поднимался за час на три дюйма, а на следующий день — на шесть дюймов. К счастью, течь удалось приостановить.
Флиндерс был строгим и взыскательным командиром, не делавшим поблажек никому, в том числе и родному брату. Он заметил, что Сэмюэл относится к службе без должного рвения. «Второй лейтенант, — записал Флиндерс в судовом журнале, — не оказал мне той помощи в астрономических и картографических исследованиях, которую я от него ожидал, и ему было приказано самому производить наблюдения по ночам». В результате, как отмечал Флиндерс, «гордость заставила его работать и днем с той старательностью, с которой он помогал мне раньше».
В воскресенье 21 февраля случилось несчастье. Владелец «Исследователя» Джон Тистл, участвовавший в плавании, был послан с несколькими матросами на берег за пресной водой. В семь часов вечера с корабля заметили возвращавшуюся лодку с Тистлом и его спутниками. Но внезапно она исчезла. Немедленно была спущена другая лодка, поисковую группу возглавил лейтенант Фоулер. В половине десятого вторая лодка возвратилась. Фоулер сказал, что никаких следов лодки Тистла найти не удалось, да и его лодка едва не была перевернута сильным приливом.