После полетов Уилкинса возникло предположение, что не только Антарктический п-ов, но и весь сектор Антарктиды, обращенный к Тихому океану, представляет собой не единый массив суши, а архипелаг. Для изучения этой части много сделала Вторая американская экспедиция Бэрда (1933–1935), имевшая в своем распоряжении два судна и самолеты. Базой ее снова была Литл-Америка, расширенная и оборудованная усовершенствованными техническими средствами. Еще на пути к ней, дойдя в середине декабря 1933 г. до полярного круга, Бэрд проследовал на восток для изучения побережья Земли Мэри Бэрд. Результатом этого маршрута, проходившего в основном в тумане, среди льдов и завершившегося в середине января 1934 г., было открытие между 147 и 135° з. д. «Кладбища дьявола», получившего репутацию величайшего в мире «производителя» ледяных гор: за сутки моряки насчитали около 8 тыс. айсбергов (один оказался великаном длиной 41 км). Во время февральского, значительно более короткого плавания к востоку Бэрд доказал, что в секторе 160–148° з. д. берег материка не достигает параллели 75° ю. ш., нет здесь и архипелага, простирающегося, как предполагали ранее, далеко к северу.

В, конце марта для проведения рискованного эксперимента (зимовка в одиночестве) Бэрд вылетел на самолете на юг и почти в 200 км от Литл-Америки организовал метеорологический пост. Некоторое время бессменное дежурство проходило нормально, и он регулярно поддерживал связь по радио с товарищами. Но через несколько месяцев из-за неисправности вентиляционной трубы он отравился угарным газом и едва не погиб. В начале августа к нему прибыла спасательная партия из трех человек. Они нашли Бэрда сильно истощенным, ослабевшим и измученным, но приветливо пригласившим гостей к обеду. Все четверо провели на посту еще два месяца и, когда Бэрд достаточно окреп, вернулись на базу.

К концу сентября из Литл-Америки на восток и на юг Бэрд отправил несколько партий на вездеходах и собаках. Барометрические определения, выполненные «восточниками», которыми руководил Пол Сайпл, ученый-биолог и навигатор, позволили впервые получить представление о рельефе значительных пространств Земли Мэри Бэрд, названных плато Рокфеллера; удалось обнаружить крупный изгиб берега близ 81° ю. ш. (залив Преструд) и завершить открытие острова (возвышенности) Рузвельта; они установили также, что часть шельфового ледника Росса покоится на коренных породах, находящихся ниже уровня моря.

Южная партия проследила примерно треть границы между плато и шельфовым ледником Росса (в 1961 г. названной Берегом Сайпла). В декабре, поднявшись в верховья ледника Леверетта, «южане» усмотрели вдали (у 121° з. д.) горы Хорлик. Несколько ранее — во второй половине ноября — с самолета их обнаружил Бэрд; тогда же далеко на севере он увидел хребет Хал-Флад (длина 100 км). Брэд также выяснил, что горы Эдсел-Форд протягиваются не в меридиональном, как он считал прежде, а в широтном направлении. С воздуха и частично на собаках члены экспедиции обследовали залив Салзбергер, а Бэрд проследил участок побережья к востоку от залива Пол-Блок, названный Берегом Рупперта (длина около 200 км).

Совершив ряд разведочных полетов над Антарктидой к востоку и юго-востоку от Литл-Америки, Бэрд и его летчики осмотрели приблизительно 0,5 млн. км² ранее неисследованной территории.

Они пришли к выводу, что между морями Уэдделла и Росса не может быть морского пролива, и, следовательно, Антарктида представляет единый материк. Однако для такого категорического суждения тогда еще не было достаточных оснований. В начале февраля 1935 г. экспедиция завершила работу и без потерь вернулась домой. Почти одновременно с Бэрдом исследованием Антарктического п-ова и тихоокеанского сектора материка занялся американский инженер Линкольн Элсуорт, сын капиталиста из Чикаго. Для выяснения вопроса о предполагаемом соединении морей Уэдделла и Росса он высадился в ноябре 1935 г. на о. Данди, расположенном у оконечности Антарктического п-ова. После двух неудачных попыток Элсуорт и его пилот канадец Герберт Холлик-Кеньон совершили оттуда перелет (23 ноября — 5 декабря 1935 г.) до пункта, отстоящего в 30 км к югу от базы Литл-Америка у моря Росса. Полет отнял 12 дней, так как Элсуорт четыре раза совершал посадку на ледяной щит Антарктиды для выполнения астрономических наблюдений. За 70° ю. ш. он открыл меридиональный хребет Этернити («Вечность») — его острые вершины, поднимавшиеся до 2860 м, протягивались вдоль восточного побережья Антарктического п-ова. В центре Земли Александра I Элсуорт увидел короткий (около 75 км) хребет с пиками до 2 тыс. м, обнаружил часть понижения, позднее названного проливом, а затем шельфовым ледником Георга VI. Далее к юго-западу под крылом самолета раскинулось покрытое льдом высокое (до 2 тыс. м) плато — эту часть материка близ 75° ю. ш., ограниченную 62–102° з. д., он назвал Землей Элсуорта (в честь своего отца). Вскоре вдали на востоке возникли очертания горных вершин — на карте появилась горная цепь Сентинел («Часовой»), впервые обследованная в январе 1958 г.

После 14 часов полета, принесшего множество открытий, погода ухудшилась, и Г. Холлик-Кеньон посадил машину на плато высотой до 1800 м, получившее его имя. Отдохнув почти сутки, летчики вновь поднялись в воздух, но вскоре потеряли из виду и небо и землю (это явление теперь называется белой мглой). Им пришлось еще дважды садиться; последняя посадка самолета на шельфовом леднике Росса была вызвана нехваткой горючего. Спустя четверо суток вынужденного отдыха Элсуорт и Холлик-Кеньон, потратив еще девять дней на преодоление того небольшого расстояния, что отделяло их от Литл-Америки, добрались туда 15 декабря. Базу к тому времени уже эвакуировали, и им пришлось прожить в опустевшем домике экспедиции Бэрда целый месяц, пока (в середине января 1936 г.) там не снизился разыскивающий их самолет океанографической британской экспедиции «Дискавери II». А через пять дней они поднялись на борт американского судна, запоздавшего из-за шторма в субантарктической части Тихого океана. Во время этого первого трансантарктического перелета Элсуорт обследовал 2200 км неизвестной ранее полосы материка.