В его дальнейшей жизни антарктические исследования занимают не меньше времени, чем служба на флоте. 9 июня 1900 года Клементс Маркем дает письменное согласие на назначение Р. Скотта начальником Национальной Антарктической экспедиции, и он (видимо, начальство не против нового направления его деятельности) производится по службе в капитаны 2-го ранга и в связи с новым назначением освобождается от должности старшего офицера (старпома) «Маджестика». В октябре Р. Скотт знакомится с Ф. Нансеном. Много времени отнимает у него наблюдение за постройкой экспедиционного судна «Дисковери». Наконец в марте 1901 года судно спущено на воду и уже в августе с экспедицией на борту отправляется к берегам ледяного континента через остров Мадейру, Кейптаун и Новую Зеландию.
Первая антарктическая экспедиция Р. Скотта заняла три года и в общем была признана удачной. Экспедиция открыла Землю Короля Эдуарда VII – на современных картах полуостров Эдуарда VII – и с воздушного шара выполнила визуальную разведку пространства шельфового ледника Росса (Великого Ледяного Барьера, как называли ледник англичане) в окрестностях Китовой бухты. После первой зимовки в заливе Мак-Мёрдо в ноябре 1902 – феврале 1903 года удалось обследовать западный участок шельфового ледника Росса, примыкающий к горам на Земле Виктории, вплоть до 82°17' ю. ш. В этом походе принимал участие еще один моряк, ставший впоследствии видным полярным исследователем, – Эрнст Шеклтон. Во время напряженного путешествия на юг он заболел и был отправлен с ближайшим судном на родину. После второй зимовки были обследованы глубинные районы Земли Виктории. Отчет об этой экспедиции под заголовком «Путешествие на «Дисковери»» вышел из печати уже в 1905 году. Так Роберт Скотт стал признанным полярным исследователем.
Снова началась служба на флоте, отмеченная в сентябре 1904 года производством в капитаны 1-го ранга. В 1906 году Р. Скотт становится командиром флагманского корабля эскадры адмирала Эджертона линкора «Викториес», а год спустя его в той же должности переводят на линкор «Элбемерл» в Атлантическую эскадру, где его ожидают неприятности: во время маневров у берегов Португалии корабль столкнулся с линкором «Коммонуэлс», который вышел из строя. Тем не менее, судя по всему, начальство не видит в происшедшем вины Р. Скотта, и в 1908 году он получает в командование крейсер «Эссекс», а немного позднее – линкор «Булверк». В его личной жизни происходит также большое событие – моряк женится на мисс Кетлин Брюс, способной ученице Огюста Родена. В конце года Р. Скотт переходит на береговую службу в Адмиралтействе, чтобы активно начать подготовку к новой экспедиции в Антарктиду. Тем временем его спутник по экспедиции на «Дисковери» Эрнст Шеклтон предпринимает в 1908–1909 годах собственную экспедицию на шестой материк, причем с целью достижения Южного полюса. После зимовки в заливе Мак-Мёрдо Э. Шеклтон нашел путь к полюсу через Трансантарктические горы по открытому им леднику Бирдмора, но достиг только 88°23' ю. ш., откуда повернул к зимовочной базе на мысе Ройдс.
На торжествах по случаю возвращения Э. Шеклтона из ледяных просторов Антарктиды Р. Скотт заявляет о собственных планах по организации очередной антарктической экспедиции, а в сентябре в прессе появляется его обращение к общественности о сборе средств на это предприятие. Рождение сына не изменило его планов. В декабре 1909 года он оставляет службу в Адмиралтействе, чтобы целиком заняться делами экспедиции. Определенно, сорокалетний капитан 1-го ранга усердно и с честью служил своей стране, и все-таки событий его биографии явно недостаточно для всемирной известности, которая придет спустя три года. В 1886 году, когда Р. Скотт слу жи л мид шипменом на старом броненосце «Монарх», в семье заслуженного генерала и дочери бедфордского врача родился сын Эпсли Джордж Беннет Черри-Гаррард, будущий участник Британской Антарктической экспедиции 1910–1913 годов. По достижении определенного возраста Эпсли поступил сначала в Уинчестерский университет, а затем перевелся в Оксфорд, где прослушал курс классической и новейшей истории. Как и большинство студентов, он увлекался спортом и даже был в команде победителей известной Хенлейской регаты в 1908 году. Английские источники считают, что это был типичный молодой человек эпохи Эдуарда VII, продукт университетской образованности и собственной усидчивости. В 1907 году в доме своего дяди, известного издателя Реджинальда Смита (он-то и выпустил в свет «Путешествие на «Дисковери»»), Э. Черри-Гаррард встретился с Р. Скоттом и участником его экспедиции врачом Эдвардом Уилсоном.