A finales de septiembre de 1521, los miembros de la expedición acordaron destituir a Carvalho como capitán general por mala conducta, nombrando a Gonzalo Gómez de Espinosa su nuevo jefe, capitán de la Trinidad. También se acordó poner a Juan Sebastián Elcano al frente de la Victoria. Dispusieron continuar la navegación hacia las islas de las especias. Llegaron a las islas Molucas el 7 de noviembre de 1521, atracando en la isla de Tidore al día siguiente. Allí pidieron permiso a su rey, llamado Almanzor por los españoles, para comerciar.

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El 18 de diciembre de 1521, con las dos naves cargadas de clavo, se dispusieron para partir de regreso a España. Sin embargo, ese mismo día se descubrió una vía de agua en la Trinidad, haciendo necesaria una larga reparación. Se acordó que la Victoria volviera a España por la ruta de la India y que la Trinidad se quedase en el puerto de Tidore para ser reparada y regresar por el Pacífico hasta Panamá. El día 21 la Victoria partió en solitario hacia el oeste. ​ El 5 de febrero de 1522 desertaron el joven grumete de la Victoria, Martín de Ayamonte, y el soldado Bartolomé Saldaña, que abandonaron “sin ser sentidos” la Victoria en la isla de Timor, donde la nave estaba fondeada. Al ser apresado por los portugueses, el grumete hizo una relación del viaje que ha sido recientemente descubierta y contiene detalles hasta ahora ignorados.

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Espinosa completó la reparación de la Trinidad el 6 de abril de 1522 y se hizo a la mar, pero los continuos temporales impidieron su avance, y una fuerte tormenta daño gravemente la nave. Pidió auxilio al capitán portugués António de Brito que se encontraba cerca, lo que ocasionó que los diecisiete hombres que quedaban en la embarcación fueran hechos prisioneros por los portugueses. Cinco de ellos, entre los que se encontraba Espinosa, regresaron a Europa y fueron liberados en 1527.