В конце декабря 1929 г. к Южному полярному кругу близ 73° в. д. подошло парусно-моторное судно «Дискавери» с членами второй экспедиции Д. Моусона на борту. Капитан Джон Дейвис направил корабль на запад вдоль припая. В начале января 1930 г. с самолета (пилот Стюарт Кемпбелл) Моусон усмотрел на юге ряд свободных от льда участков и назвал этот обширный регион Землей Мак-Робертсона, но разразившийся шторм не позволил выполнить более детальные исследования. Пришлось продолжить движение в западном направлении; на юге виднелись отдельные нунатаки и вершины — впоследствии прибрежная часть этой земли стала именоваться Берегом Моусона. Еще западнее, между 55 и 60° в.д. Моусон точно заснял высокий Берег Кемпа, ошибочно нанесенный на прежние карты на 120 км восточнее.

Далее к западу Моусон и Кемпбелл с самолета увидели на юге свободные от снега скалистые вершины и высокий ледниковыйсклон. Джон Биско, обнаружив их в 1831 г. с большого расстояния, назвал «Островом Эндерби», а Моусон переименовал в Землю Эндерби. 13 января, пройдя около 400 км еще дальше близ новооткрытого побережья, он усмотрел в глубине материка ряд темных изолированных пиков и назвал их горами Скотта.

На следующий день он достиг забитого льдом значительного углубления в береговой линии и там встретил норвежское судно полярного исследователя, военного летчика Яльмара Рисер-Ларсена, шедшее с запада; этот залив шириной более 40 км, открытый норвежцами у 50° в. д., получил имя Амундсена. Оба исследователя договорились считать меридиан 45° в. д. границей открытий обеих экспедиций и разошлись. Впрочем, Моусон вынужден был прекратить дальнейшее плавание из-за нехватки угля — судно повернуло на север, завершив первый этан работ.

Моусон доказал, что отдельные острова, земли и берега, обнаруженные ранее другими исследователями и открытые им самим, представляют собой части побережья Антарктиды длиной более 1 тыс. км.

Второе плавание «Дискавери» (капитан К. Маккензи) началось 4 января 1931 г. близ 160° в. д. Участок осмотренного побережья Антарктиды до 142° в. д. Моусон назвал Берегом Георга V. Оттуда судно направилось на запад, то приближаясь к континенту, то отходя в открытое море: сложные ледовые условия и плохая видимость не позволяли проводить наблюдения с борта корабля. И лишь с самолета удалось усмотреть отдельные «пятна» ледяного побережья между 130 и 122° в. д. с заметным мысом Гуденаф — так в середине января был открыт Берег Ванзарэ (сокращенное название экспедиции Моусона). Он смог также определить, что береговая линия Антарктиды, обнаруженная мореплавателями XIX в., — Берега Сабрина и Нокса — находятся примерно на 100 км южнее, а площадь шельфового ледника Шеклтона, открытого Д. Дейвисом в 1912 г., несколько уменьшилась. В этом районе в конце месяца Моусон обнаружил высокий остров, напоминающий по форме восьмерку, — о. Боумен, у 103° в. д.

Далее к западу подойти к побережью мешали льды и плохая погода. Но в один из сравнительно удачных дней начала февраля у 76° в. д. Моусон увидел с самолета четкую линию высокого берега, получившего имя Земля Принцессы Елизаветы. Вскоре «Дискавери» все же пробился к югу, и 11 февраля Моусон открыл большой залив, окрестив его Маккензи, а входной и выходной мысы — Дарили и Эймери. (В 60-х гг. это название распространено на весь широкий шельфовый ледник в вершине залива Прюдс.) По чистой воде судно направилось к западу вдоль берега: Моусон высаживался в двух пунктах, нанес на карту участок длиной около 600 км и обнаружил далее к югу несколько хребтов и пиков — горы Фрамнес, до 1550 м высоты. У побережья близ 61° в. д. он заснял группу скалистых островков.

19 февраля от 57° в. д. «Дискавери» повернул к северу, в Австралию, завершив последнее свое антарктическое плавание. Основное достижение экспедиции состояло в картографическом изображении (в ряде пунктов, правда, неточном и зачастую приближенном) побережья Антарктиды на протяжении более 5,5 тыс. км. После работ Моусона сохранились, конечно, неисследованные «прорывы» береговой линии, и все же он доказал, что между 45 и 160° в. д. простирается сплошная антарктическая суша.