В 1909 Скотт организовал новую экспедицию при поддержке правительств Англии и доминионов для продолжения исследований в Антарктиде. Отправившись в конце ноября 1910 из Новой Зеландии на паруснике «Терра Нова», в начале января высадился на берег недалеко от своей прежней базы в проливе Мак-Мёрдо с отрядом, включавшим офицеров и ученых, среди которых был и доктор Вильсон. Первый год был проведен преимущественно в пробных походах, из которых наиболее известен поход к мысу Крозье. Отрядом был создан большой склад (т.н. «склад на одну тонну») на пути к полюсу, в 200 км от базы.

Скотт направился к Южному полюсу 1 ноября 1911. Несмотря на задержки из-за плохой погоды, Скотт с четырьмя товарищами достиг Южного полюса 17 января 1912. На обратном пути из-за суровой погоды и усталости переход через шельфовый ледник Росса затянулся, и отряд потерял двух человек. Скотт, Вильсон и Бауэрс с трудом преодолели еще четыре коротких перехода и погибли примерно в 20 км от «склада на одну тонну». Точная дата трагедии неизвестна, однако последнюю запись в дневнике Скотт сделал 29 марта 1912. Палатка с телами путешественников, их дневниками и коллекциями была обнаружена спасательным отрядом 12 ноября 1912.