葡萄牙航海家麥哲倫率領的西班牙遠洋艦隊完成了人類歷史上首次環球航行的壯舉。
麥哲倫出身貴族，青年時曾在葡萄牙國王若奧二世的宮廷充任侍從。1505年，他作為一個海軍士兵跟隨葡萄牙首任駐印度總督阿爾梅達，參加了對東方的殖民掠奪戰爭。
八年的海洋征戰，使麥哲倫掌握了航海知識，熟悉了東方情況。在對蘇門答臘、爪哇、印度尼西亞和摩鹿加群島（今馬魯古群島）的考察和遊歷中，麥哲倫得知摩鹿加群島以東是一片汪洋大海，由此他想到這片大海的東邊離摩鹿加群島不遠的地方應該就是哥倫布發現的美洲大陸。於是，麥哲倫萌發了環球航行的想法，他通過閱讀大量的航海資料和地理書籍，以及拜訪航海家列什波亞、天文學家法利羅等人，堅信大西洋和太平洋之間有一道海峽相通，而且這道海峽就在美洲大陸的南端。也就是說，從歐洲西岸出發，沿非洲西岸向西南航行，渡大西洋，再沿南美東岸繼續向西南航行，找到海峽，繞過南美，西渡大南海前往摩鹿加群島，然後再跨印度洋繞非洲好望角就可以返回歐洲西岸。
為了實現自己的計畫，麥哲倫在西班牙宮廷內外廣泛遊說，爭取王室、貴族和商人的支持。麥哲倫的請求在遭到多次拒絕後，在麥哲倫的岳父、塞維利亞的長官，還有豐塞卡主教的支持下，西班牙國王查理一世終於下定決心。1518年3月22日，他宣布支持麥哲倫的航行計畫，並許諾如果航行成功，麥哲倫可分享所得全部收入的5%，還可出任管轄新發現領地的行政長官。
經過一年多的準備，西班牙為麥哲倫裝備了5隻帆船，配備了265名全副武裝的船員。船上滿載食物和玻璃鏡、絲絨和水銀品等貨物。
1519年8月9日，麥哲倫的船隊從塞維利亞出發，沿瓜達爾基維爾河入海。9月20日，船隊離開河口，駛入浩淼無際的大西洋，開始了人類有史以來的第一次環球航行。
經過兩個多月的航行，麥哲倫的船隊才從加那利西渡大西洋到達巴西東北海岸。隨後沿海岸南下，仔細搜尋通向「大南海」的海峽。12月13日，船隊進入里約熱內盧灣，船員們起初以為它是海峽入口，後來才查明是個海灣。在這裡，疲憊不堪的探險隊員進行了一番休整，然後繼續揚帆南航。
1520年1月中旬，麥哲倫見到一個西去的寬闊水道，以為是海峽，結果是一條大河的出口。這就是今天烏拉圭的拉普拉塔河的出口處。
船隊繼續向南前進。三月的南美洲已臨近冬季，風雪交加，航行極其困難。月底，船隊來到一個風平浪靜的港灣，麥哲倫為它取名為聖胡利安灣，並決定在這裡拋錨過冬。由於幾次探索海峽的失敗，大多數海員都感到灰心喪氣，有三個船長也藉機反對麥哲倫。麥哲倫設下計謀平定了這次叛亂，避免了航海半途而廢的結局。
經過近5個月的休整，到了8月，麥哲倫又率領船隊出發了。由於有一艘船觸礁沉沒，此時只剩下4條船了。兩個月後，船隊在南緯52度處又發現了個海口。這個海峽彎彎曲曲，忽窄忽寬，波濤洶湧。麥哲倫派出一艘船去探航，然而這艘船卻調轉船頭逃回了西班牙。麥哲倫只好率領著剩下的3條船在海峽中摸索前進。經過38天高度緊張的航行，1520年11月28日，麥哲倫終於駛出了長達550公里的海峽。後來，為了紀念麥哲倫，這條狹窄而又曲折的海峽就被命名為「麥哲倫海峽」。
麥哲倫指揮剩下的3隻船駛進了他朝思暮想的南海，他認為南海水域並不寬，很容易渡過，所以沒有做好應有準備，結果連續航行了100餘天才到達西岸，航程超過17000公里，比大西洋寬得多。這段航程中，探險隊經歷了從未有過的飢餓、乾渴和壞血病煎熬。
1521年3月6日，麥哲倫一行在關島土著那裡得到了淡水、糧食和蔬果補充。從關島出發，10天以後發現了較大的陸地——盛產熱帶水果的錫亞高島。第二天，又發現附近的島嶼。因為3月17日是聖拉薩羅節，於是麥哲倫將他發現的土地命名為「聖拉薩羅群島」。22年以後，它改名為菲律賓。
3個多月的航行中，儘管吃盡了各種苦頭，然而幸運的是天氣晴好，沒有碰上任何風暴，因此麥哲倫把最後發現的也是最大的海洋命名為「太平洋」。太平洋是麥哲倫此次航行最偉大的發現。
在麥哲倫以前，沒有任何一位歐洲探險家到過菲律賓，歐洲出的世界地圖上也找不到這個龐大的群島。麥哲倫見到島上的馬來人，知道離摩鹿加不會很遠了。麥哲倫在聖拉薩羅各島之間航行考察；同時傳播基督教。宿務島的君主為了征服一水之隔的麥克坦島，佯稱信仰基督教，並請麥哲倫出兵相助。麥哲倫就這樣卷進了當地人的衝突旋渦。1521年4月27日，麥哲倫在戰鬥中被麥克坦武士殺死在沙灘上。
群龍無首的歐洲水手駕駛僅存的維多利亞號和特立尼達號繼續尋找摩鹿加。11月8日，嚮導把麥哲倫的殘部帶到了摩鹿加。他們在一個小島上收購了大量貴重香料。特立尼達號由於損壞嚴重，只好留下來進行修理。1522年1月底，維多利亞號航至帝汶島。2月13日，自帝汶朝好望角駛去，這時離麥哲倫抵達錫亞高島已有11個月之久。倖存的船員繞過好望角，但是在維德角群島又有不少人被葡萄牙當局逮捕。最後剩下18名衣衫襤褸、面目全非的船員回到當年的出發地塞維利亞。特立尼達號修好以後，1522年4月離開摩鹿加，企圖去巴拿馬，結果被風暴逼回摩鹿加，成為葡萄牙的囚徒，後來僅有4人生還西班牙。