В 1536 Сото возвратился на родину. В Испании конкистадора встретили как героя, и он женился на Изабелле де Бобадильо, дочери Давилы. В 1537 король Испании Карл I назначил Сото губернатором Кубы и поручил ему завоевать территорию, которая включала современный Техас, п-ов Флориду и земли к северу от него. 6 ноября 1538 Сото отправился на Кубу, а затем высадился во Флориде 30 мая 1539.

Сото намеревался организовать большую экспедицию с целью исследования Северной Америки. Отчет об этом путешествии был составлен его секретарем Родриго Ранделом, членом экспедиции Луисом Эрнандесом де Бьедма и неизвестным автором – неким господином Эльвасом. На основании их записей можно получить примерное представление о маршруте экспедиции в глубь материка. Сото проследовал вдоль северо-западного берега Флориды от залива Тампа до района Таллахасси, а затем повернул на северо-восток к р.Саванне. Поднялся по ее долине до гор Блу-Ридж, пересек их, достиг р.Алабамы, спустился по ней до залива Мобил, затем устремился на северо-запад по направлению к Мемфису и 8 мая 1541 вышел к р.Миссисипи. Переправившись через Миссисипи, Сото взял курс на запад по направлению к р.Арканзас (выше впадения в нее р.Канейдиан-Ривер), а затем возвратился в долину Миссисипи.

Умер Сото в Луизиане 21 мая 1542.

Экспедиция достигла Мексики в сентябре 1543. Во время экспедиции Сото были впервые исследованы внутренние районы Флориды, Джорджия, Южная Каролина, Теннесси, Алабама, Арканзас, Миссисипи, Техас и Оклахома, а также отдельные районы Миссури и Луизианы.