Asya Kıtası’nın parçaları olduğunu düşünüyordu. Yeni bir sefer düzenleme yolundaki isteğinin İspanya Krallığı tarafından reddedilmesi üzerine, 1500’de Portekiz’in hizmetine girdi.
Brezilya kıyılarının İspanyollar tarafından bulunan topraklar ile bir ilişkisi olup olmadığının araştırılması için görevlendirilen Vespucci, Mayıs 1501’de ikinci keşif gezisine çıktı. Cabo de Santo Agostinho’ya ulaştıktan sonra Rio de Janeiro Körfezi’ni keşfetti. Ardından, güneye yönelerek Rio de la Plata’ya indi ve Patagonya kıyılarını dolaştıktan sonra Temmuz 1502’de Lizbon’a geri döndü. Bu gezi sırasında bulunan toprakların Asya Kıtası’nın parçaları olmadığını farkeden Vespucci, daha sonra mektuplarında bu topraklardan (Yeni Dünya) adıyla söz etmiştir.
1503’te üçüncü bir keşif gezisine çıkan Vespucci, yolda fırtınaya tutuldu ve bir sonuç elde edemeden ertesi yıl geri döndü. 1505 yılında yeniden İspanya’nın hizmetine girdi ve Sevilla’ya yerleşti. 1508’de baş kılavuzluğa (piloto mayor) atanan Vespucci, yeni bulunan bölgelerin haritalarının yapılmasına ve denizcilerin yetişmesine katkıda bulundu. İlk kez, 1507’de Martin Waldseemüller tarafından Fransa’da yayımlanan bir coğrafya kitabında, Yeni Dünya (bugünkü Güney Amerika) bu toprakların bağımsız bir kıta olduğunu kanıtlayan Amerigo Vespucci’nin adıyla anılmıştır. Amerigo Vespucci, 22 Şubat 1512’de İspanya’da öldü.