Po zbadaniu Lombe, wrócił do Cassingi, którą po dłuższym odpoczynku opuścił dopiero 20 lutego 1854 roku. Przeprawił się przez Kuango i dotarł do Zambezi przy Kawade.

8 czerwca raz jeszcze znalazł się przy jeziorze Dilolo, którego okolice badał przez czas dłuższy, tak iż dopiero w początkach 1855 roku skierował się na północny wschód. Podczas podróży obejrzał ruiny Zumbo, miasta należącego kiedyś do Portugalczyków i 2 marca przybył do Tete, nad brzegami Zambezi. Takie były główne punkty tej długiej podróży. 22 kwietnia Livingstone opuścił wspomniane miasto i brzegiem Zambezi udał się w dół rzeki, zaś dnia 20 maja wszedł do Kilimane, miasta portowego nad brzegami Atlantyku. Było to po upływie czterech lat od chwili opuszczenia Przylądka Dobrej Nadziei.

12 lipca tego roku wsiadł na okręt, a po zatrzymaniu się na wyspie Św. Maurycego, 22 grudnia ujrzał brzegi Anglii, których nie widział od piętnastu lat. Londyn przyjął go, rzecz jasna, bardzo uroczyście. Londyńskie Towarzystwo Geograficzne wybrało go na swego członka honorowego i ofiarowało mu medal zasługi.

Livingstone mógł wtedy śmiało odpocząć. Dzielny podróżnik jednak dnia l marca 1858 roku jeszcze raz opuścił ojczyznę w towarzystwie swego brata Karola i kapitana Beadingsfelda i wylądował w Afryce na wybrzeżach Mozambiku, z zamiarem gruntownego zbadania niziny Zambezi. Na małym statku "May Robert "odkrywcy popłynęli w górę rzeki, do ujścia Kongone i dalej, aż do jeziora Chiroi. Po dłuższych poszukiwaniach odkryli nieznane dotąd jezioro Niasa i 9 września 1860 roku wrócili do wodospadu Wiktorii.

31 stycznia 1861 roku, na statku "Lady Nyassa" przybyła do swego męża pani Livingstone, lecz nie mogła znieść zabójczego klimatu i 27 kwietnia zmarła na rękach doktora.

Pod koniec listopada tego roku Livingstone ponownie udał się w górę Zambezi, lecz wyprawa ta pociągnęła za sobą duże ofiary. Zmarł Tornton, zaś Karol Livingstone i doktor Keern wycieńczeni febrą byli zmuszeni powrócić do Europy. Wtedy Livingstone ruszył dalej sam i 30 listopada po raz trzeci zobaczył jezioro Niasa. Opracował wtedy jego hydrografię.

20 lipca 1864 roku, po pięcioletniej nieobecności, Livingstone powrócił do Anglii, gdzie wydał swe dzieło: "Zambezi i jej dopływy". Wkrótce jednak niestrudzony badacz raz jeszcze znalazł się w Afryce. 28 stycznia 1866 roku wylądował w Zanzibarze i już 8 września, z bardzo nieliczną eskortą zatrzymał się nad brzegami Niasy. W parę tygodni potem towarzyszący mu krajowcy porzucili go i powrócili do Zanzibaru, rozsiewając fałszywe pogłoski o śmierci znakomitego podróżnika. Lecz nawet ta nikczemna zdrada nie osłabiła energii Livingstonea i dalej prowadził swe poszukiwania na obszarach pomiędzy jeziorem Niasa a Tanganika, 10 grudnia, w towarzystwie paru tubylców, przeprawił się przez rzekę Loanga i 2 kwietnia 1867 roku odkrył jezioro Liemba.

Jednakże nawet niezwykle silny organizm misjonarza nie wytrzymał trudów i znakomity podróżnik zachorował tak, że przez miesiąc nie mógł stanąć na nogach. Po powrocie do sił natychmiast ruszył w dalszą drogę i 10 września doszedł do jeziora Mueru, a 21 listopada wszedł do miasta Kazemba, w którym odpoczywał przez sześć tygodni. Następnie skierował swe kroki ku jezioru Tanganika. Zły los nie pozwolił mu jednak kontynuować wyprawy, dlatego, iż jego druga przypadkowo zebrana eskorta znów go porzuciła. Wtedy Livingstone zmuszony był do odwrotu. Wrócił do Kazemby, skąd, 6 czerwca udał się nie na północ, lecz na południe i po upływie sześciu tygodni dotarł do jeziora Bangueulu.

Jego zdrowie było już mocno nadszarpnięte. Zdarzały się chwile, iż nie mógł wcale się poruszać. Jednak nieprzerwanie myślał o nowych podróżach. Nęciło go zwłaszcza jezioro Tanganika, ponieważ przypuszczał, że po gruntownym jego zbadaniu uda mu się odkryć źródła Nilu.

Wyruszył więc w drogę i 21 sierpnia przybył do miasta Bambare, znajdującego się na ziemiach zamieszkałych przez ludożerców. Miasto to jest położone nad brzegami Lualaby, która, jak przypuszczał Cameron (hipoteza ta znalazła następnie potwierdzenie w odkryciach zrobionych przez Stanleya), była źródłem Zairu, czyli Konga. W Bambare Livingstone znów przeleżał trzy miesiące, mając przy sobie zaledwie trzech ludzi. Po tej chorobie powstał z łoża chudy jak szkielet.

9 listopada Livingstone spotkał się ze Stanleyem, Amerykaninem, współpracownikiem magazynu "New York Herald", wysłanym przez wydawcę pisma, Jamesa Gordona Benneta na poszukiwania doktora, którego w Europie i Ameryce uważano za zmarłego.

W październiku 1870 roku dziennikarz bez wahania wsiadł w Bombaju na statek i przybył do Zanzibaru, a idąc tą samą drogą, jaką podążali Spike i Berton, po przezwyciężeniu wielu trudności odnalazł wreszcie Livingstona. Dwaj podróżnicy połączyli swe wysiłki i już razem wyruszyli na dalsze poszukiwania, poczynając od zbadania jeziora Tanganika. Kiedy praca dobiegła końca Stanley zaczął się zbierać do powrotu.

Wrócili więc do Kungary i 12 marca 1871 r. przyjaciele pożegnali się.
- Odważył się pan na czyn - powiedział dr Livingstone do Stanleya, żegnając go - na który nie każdy by się ważył. I zrobił to pan lepiej, niż najbardziej doświadczony podróżnik. Dziękuję za ratunek i jestem panu bardzo wdzięczny. Niech ci Bóg zapłaci, mój przyjacielu!
- I ciebie niech Bóg ma w swej opiece - odpowiedział Amerykanin, potrząsając silnie dłonią Livingstonea.

Po tych słowach Stanley ze łzami w oczach wsiadł na okręt i 12 lipca 1873 roku wylądował w Marsylii. Livingstone znów pozostał sam, co mu nie przeszkodziło zabrać się ponownie do wypełniania swego posłannictwa.

25 października, po pięciomiesięcznym odpoczynku w Kungara, na czele oddziału składającego się z pięćdziesięciu ludzi, pozostawionych mu przez Stanleya, udał się do południowych brzegów Tanganiki. Podróż nie była pomyślna; tubylcy zaczęli się buntować, a co gorsza – wiele zwierząt pociągowych padło od ukąszenia muchy tse-tse. Ta właśnie wyprawa Livingstonea była pilnie obserwowana przez handlarzy niewolników, którzy widzieli w niej, i słusznie, groźne dla swych interesów niebezpieczeństwo. Alvez wiedział, iż słynny podróżnik posuwać się zaczął na zachód i że bardzo szybko znaleźć się może w Kassande.

Na to właśnie liczyła pani Weldon.

Na nieszczęście, 18 czerwca, w przeddzień pojawienia się u niej Negora po otrzymanie stanowczej odpowiedzi i po list do męża, do Kassande dotarła smutna wieść, która jednak w gronie handlarzy wywołała radość. Głosiła ona, że dr Livingstone zmarł niespodzianie 1 maja 1873 roku, wycieńczony zbyt wielkimi trudami.

Wieść ta była niestety prawdziwa. Dnia 29 kwietnia, gdy karawana doszła do wioski Chitambo, stan zdrowia Livingstona był tak niedobry, że niesiono go już na noszach. W nocy z 30 kwietnia na 1 maja wpadał w częste omdlenia, aż wreszcie nad ranem zmarł. Jego ciało po przezwyciężeniu licznych trudności, zostało przetransportowane do Zanzibaru, a potem do Anglii. 12 kwietnia 1874 roku pochowano go w podziemiach Opactwa Westminsterskiego w Londynie, w grobach dla zasłużonych.

Tak więc ostatnia nadzieja ocalenia pani Weldon zniknęła. Nie pozostawało jej nic innego, jak napisać list.