1518年3月18日，麥哲倫普見西班牙國王查理一世，敘述了自己的航海計劃。3月22日，查理一世和麥哲倫簽署了遠洋探險協定。之後，麥哲倫組成了一支探險隊，分乘5艘大船，於1519年9月20日從塞維利亞的聖盧卡爾港起航。船隊越過大西洋，沿巴西海岸南下，在1520年10月21日到達美洲南端海峽（後人命名為“麥哲倫海峽”），又繼續西航入“南海”，因航途風平浪靜，“南海”被稱為“太平洋”。曆經九死一生的航行，麥哲倫於1521年到達今菲律賓群島的馬索畢島。麥哲倫從西方繞到東方的理想終於實現了。
麥哲倫航行的影響
從1519年9月到1522年9月，麥哲倫和他的船員們花了整整三年的時間，終於完成了人類第一次環球航行，充分證實了地圓說：不管是從西往東，還是從東往西，毫無疑問，都可以環繞我們這個星球一周回到原地。這對科學技術的發展和人們宇宙觀念的改進均有重要意義。
葡萄牙、西班牙的殖民侵略
哥倫布抵達美洲後，葡萄牙和西班牙都加緊了對海外殖民地的掠奪，並為爭奪新土地而發生激烈爭執。通過簽訂《托爾德西裏雅斯條約》和《薩拉哥撒新條約》，西班牙幾乎獨占了美洲，葡萄牙則將亞洲與非洲劃入自己的勢力範圍，這是歐洲列強對世界殖民地的第一次劃分。
葡萄牙入侵東南亞
1501年，葡萄牙人的小船隊抵達印度後炮擊卡利庫特。1502年，達·伽馬以“印度總督”的統治者身份再次前往印度，並在莫桑比克等地建立了商站。1506至1508年，葡萄牙完全控製了連接紅海和亞洲南部的海路，開始壟斷東方的貿易。1509年，葡萄牙又侵占了印度西海岸和東海岸的部分地區。1510至1511年，葡萄牙占據果阿、馬六甲等地，將其作為向東南亞擴大殖民侵略的主要根據地，又先後侵占了科倫坡、爪哇島、加裏曼丹島、蘇拉威西島和摩鹿加群島等地，從而占領了“香料之國”。
西班牙侵占西印度群島
哥倫布一踏上美洲土地，就代表西班牙殖民者邁出了掠奪美洲的第一步。哥倫布等人在到達加勒比海中的部分島嶼之初，即宣布該地屬於西班牙領土。1493年和1496年，海地和多米尼加先後淪為西班牙的殖民地，進而成為西班牙向美洲擴大侵略的據點。1511年，西班牙在塞維利亞專設“印度事務部”，總管對殖民地的統治事務。1513年，西班牙殖民者巴爾波亞橫跨巴拿馬地峽抵達太平洋海岸後，公然宣布“南海”（太平洋）中的一切大島嶼均歸西班牙所有。1514年，西班牙又相繼侵占了巴拿馬和古巴。
西班牙侵占中南美洲
16世紀20年代，西班牙殖民者以古巴為基地，占領了墨西哥和中美洲各地。1523至1524年，中美洲的危地馬拉、洪都拉斯、尼加拉瓜、薩爾瓦多諸地區均被西班牙占領。墨西哥城成為西班牙美洲殖民地的首府，科泰斯被任命為第一位總督。16世紀30至40年代，西班牙侵略者以侵占秘魯為目標，陸續征服了南美洲的廣大地區。1531至1533年，皮薩羅把秘魯變成了西班牙殖民地，並於1532年侵占了厄瓜多爾。1535至1541年，阿爾馬格羅先後征服了玻利維亞、智利的沿海地帶。奎沙達率領部隊於1536至1538年征服了哥倫比亞。多薩則率領另一支侵略軍在1535年侵占了烏拉圭和巴拉圭，並於1549年侵占了阿根廷地區。到16世紀中葉為止，中、南美洲的廣大地區（除葡屬巴西外）均被劃入西班牙龐大殖民帝國的版圖之內。
荷、英、法的殖民侵略
在巨大的財富利潤刺激下，繼西班牙、葡萄牙之後，16世紀末，荷蘭、英國、法國也對外發動了殖民侵略。17世紀中葉，西歐殖民諸國展開了激烈的殖民爭奪戰。經過多次戰爭，英國逐漸取得殖民霸權。
荷蘭的侵略活動
荷蘭的早期殖民侵略，是在國家支持下直接通過對外侵略機構進行的，如西印度公司、東印度公司。荷蘭東印度公司取得了由好望角向東至麥哲倫海峽的貿易壟斷權，在東南亞與葡萄牙展開殖民地的爭奪。1605至1619年，東印度公司逐漸掌握主動權，安汶島等地香料貿易的控製權落入荷蘭手中，且錫蘭（今斯裏蘭卡）和馬六甲也被荷蘭獨占。荷蘭的西印度公司則壟斷了美洲和西非洲的殖民和貿易特權，進行販賣奴隸和海盜式劫掠。荷蘭從西班牙手中奪得西印度群島的一些島嶼，並占領了美洲東岸的哈德遜河口一帶；1623年又從葡萄牙人手中奪得巴西。1648年是荷蘭殖民活動的高峰，葡萄牙被荷蘭從非洲南端的開普敦排擠了出去。