W 1499 roku uczestniczył jako pilot w wyprawie Alonso de Hojedy i Juana de la Cosy, w trakcie której osiągnięto wybrzeża dzisiejszej Gujany. Dotarł do ujścia Amazonki, a następnie pożeglował kilkaset mil dalej, dopływając być może w pobliże przylądka Sao Roque. W drodze powrotnej Amerigo zawinął do ujścia rzeki Orinoko i opłynął wybrzeża Wenezueli.
W latach 1501 – 1504 Vespucci przebywał w Portugalii, gdzie prawdopodobnie wziął udział w jednej lub w dwóch wyprawach portugalskich do wybrzeży Brazylii. W trakcie pierwszej z nich, w latach 1501 – 1502, opłynął znaczną część brazylijskich wybrzeży, osiągając 24 stopień południowej szerokości geograficznej (przybrzeżna wyspa Sao Vincente). Z raportu Vespucciego wynika, że miał dotrzeć w pobliże Antarktydy, ale historycy zapatrują się na to sceptycznie.
W 1504 roku Amerigo powrócił do Hiszpanii, gdzie od 1508 roku piastował stanowisko głównego pilota Kastylii.
Sławę zawdzięcza barwnym opisom podróży zamieszczonym w listach z lat 1503 – 1504. Zawierają one plastyczne opisy klimatu, przyrody i obyczajów Indian brazylijskich. Amerigo Vespucci uznany został dzięki nim za wielkiego odkrywcę Nowego Świata. W atmosferze powszechnego uwielbienia niemiecki kartograf i geograf Martin Waldseemuller zaproponował w dziele „Cosmographiae universalis” (1507) uczcić go nadaniem nowemu kontynentowi nazwy Ameryka. Zupełnie inaczej traktują rewelacje Vespucciego dzisiejsi badacze, którzy analizując jego nieprecyzyjne i błędne informacje, twierdzą, że naprawdę odbył on tylko jedną podróż do Ameryki, w swej korespondencji zaś umieścił zasłyszane opowieści dotyczące innych rejsów, w których sam nie uczestniczył, dokonywanych w sekrecie przed ówczesną opinią publiczną lub wręcz zapomnianych.
