Австралия особенно привлекала Лейхардта, который еще с юности тяготел к путешествиям. Тогда этот континент только еще начинали изучать. Однако путешествие Людвига по неизведанному континенту все откладывалось. В конце 30-х гг. XIX в Лейхардт был призван в армию. Желая продолжить карьеру ученого и путешественника, он в 1841 г. покинул Германию и уехал в Австралию.
До того, как отправиться в свое последнее путешествие, Лейхардт исследовал территорию, заключенную между Ньюкаслом и Брисбеном, в Восточной Австралии. Это было в 1842 г., а через два года он исследовал обширный центральные районы Австралии. Путешествие началось в Брисбене, далее Лейхардт, пройдя вверх по реке Кондамайн, повернул в горы Квинсленда, затем исследовал реки Досон, Маккензи, Айзак, Бердекин, Митчелл. Обойдя залив Карпентария, он завершил маршрут в Порт-Эссингтоне, после чего вернулся в Сидней. Путешествие закончилось в 1845 г.
В составе экспедиции Лейхардта было 2 темнокожих местных жителя, исполнявших обязанности носильщиков — Чарли Фишер и Гарри Браун. Они оба обладали удивительной способностью с одного раза запоминать увиденное место. Поэтому Лейхардт всегда брал их с собой, когда требовалось разведать новую местность.
Путь был нелегким. Особенно насущной была проблема с водой, ведь в период засухи от рек оставались буквально небольшие лужи. Экспедиция проходила через леса, долины и луга, много было плодородных пастбищ. В заливе Карпентария Лейхардт открыл несколько рек и дал им имена членов своей экспедиции — Джона Гилберта и Джона Ропера. Они были английскими учеными. Так на карте появились реки Гилберт и Ропер. Кроме того, река Калверт и горы Мерфи тоже названы в честь самых молодых участников похода — Джеймса Калверта и Джона Мерфи.
Возвращение Лейхардта в Сидней было триумфальным. Ему воздали почести как национальному герою. Путешественник был награжден золотыми медалями Лондонского и Парижского географических обществ. Началось планирование освоения исследованных Лейхардтом территорий.
Целью следующего путешествия, предпринятого исследователем в 1846 г., было прохождение материка с востока в западном направлении. Но в пути стала ощущаться нехватка продуктов, к тому же часто возникали конфликты между членами экспедиции. Лейхардт решил вернуться домой. Однако уже в следующем году он решает повторить запланированное ранее путешествие. Людвиг и 6 человек его экспедиции, среди которых было два темнокожих местных жителя, прошли низменность Дарлинга и вышли к рекам Барку и Кугун. Отсюда было получено последнее сообщение Лейхардта. Поскольку он планировал экспедицию на 3 года, искать его сразу не стали. Но за 17 лет — столько продолжались поиски пропавшей экспедиции (с 1852 по 1869 гг.) — никаких следов обнаружено не было.
Однако неожиданно выяснилось, что один из членов экспедиции Лейхардта — Адольф Классен — живет вблизи реки Муллиган. Об этом рассказал Андре Хум, который бродил с места на место и однажды повстречал Классена. Но Хум ничего не знал о пропавшей экспедиции и не расспрашивал Классена об этом. При поддержке общественных организаций Хум решил снова наведаться в те места, но в то время выдалась сильная засуха, и бродяга погиб. Прошло много лет, прежде чем слова Хума нашли свое подтверждение. Оказалось, что Классен более 30-ти лет действительно жил неподалеку от реки Муллиган в поселке темнокожих аборигенов. Они убили Классена при попытке бежать, он хотел присоединиться к группе белых людей, которые находились неподалеку. Так исчезла последняя возможность узнать что-либо о судьбе Лейхардта и его спутниках.
В XX в., уже через 150 лет со дня исчезновения экспедиции в Дарвин прибыл Матиас Зак, лесничий, и сообщил, что в одной из пещер он нашел несколько наскальных рисунков. На них были изображены белый человек и животное. Рисунки были сделаны рукой туземца. Матиас сфотографировал увиденное. Было принято решение отправиться к этой пещере. Однако незадолго до отбытия экспедиции в путь лесничий неожиданно исчез.
Судьба экспедиции Людвига Лейхардта по сей день остается загадкой.
Пропажа «Морской звезды»
Корабль «Морская звезда», плавающий под индийским флагом, 16 октября 1992 г. следовал курсом из Бомбея в Малайзию. Он вез 49 человек: 10 пассажиров и 39 моряков. Пять дней «Морская звезда» благополучно плыл к месту назначения. Потом вдруг поднялась буря, и с корабля последовали сигналы SOS. К подающему сигналы бедствия кораблю стали приближаться судна, которые находились поблизости. Но через некоторое время радары перестали фиксировать сигналы «Морской звезды». Когда буря утихла, были организованы поиски судна. Спасательные катера несколько дней вели тщательные поиски. Но следы «Морской звезды» отсутствовали, не нашлось ни одного обломка, ни одного предмета с пропавшего судна. Поиски прекратили. Официально было объявлено, что весь экипаж вместе с судном погиб во время бури.