1861年10月25日,斯图尔特第三次尝试穿越澳大利亚。这支探险队被称为大北方探险队。这支探险队的成员是:John McDouall Stuart, William Darton Kekwick, Francis William Thring, William Patrick Auld, Stephen King Jnr., John William Billiatt, James Frew Jnr., Heath Nash, John Woodforde, John McGorrery 和 Frederick George Waterhouse.
McGorrey是个铁匠,他能给他们78匹马修鞋。沃特豪斯是一位自然学家,他能够对他们的发现进行科学记录。斯图尔特被一匹马站在他的右手上时受伤了,并留下一个月的时间来恢复。他知道了伯克和威尔斯在库珀溪的死亡。
这支队伍于1862年1月8日离开钱伯斯溪,快速前进,每天行程30至50公里。快速的步伐意味着在前三个星期里,有八匹马死了,伍德福德离开后又回去了。斯图尔特留下了一些物资,并削减了每个人的食量。在澳大利亚中部的Mount Hay,他们再次遭到土著战士的袭击,但他们不是这群人的枪支对手,可能有几个人被杀。
他们在三个月内到达了纽卡斯尔水域,然后休息了一周。斯图尔特花了五个星期的时间寻找水源。他终于找到了一系列的水坑、小溪和河流,这意味着整个队伍能够继续向北前进。他放弃了到达维多利亚河的尝试。当他们到了1845年路德维希-莱克哈特(Ludwig Leichhardt)探索过的罗珀河时,他知道自己可以很容易地往西走到卡彭塔利亚湾,但他还是选择了继续往北走。奥尔德后来说:"......蚊子和苍蝇很可怕。我们的手、脚和脖子都被它们咬得起了泡。"他们穿过阿纳姆地,沿着现在的卡卡杜国家公园的边缘走。他沿着阿德莱德河走,但当地面变得太软、太泥泞时,他们又向北走到了玛丽河,最终到达了海边。
他们于1862年7月24日抵达范迪门湾。在一根高高的树枝上,他们升起了一面绣有斯图亚特名字的英国国旗,这是张伯伦的女儿伊丽莎白制作的。这棵树上的木头后来被毁,被南澳大利亚皇家地理学会收藏。随后,这支队伍不得不走了3400公里(2113英里)回到阿德莱德。食物越来越少,而炎热的天气意味着水很少。许多马匹死亡,斯图尔特又被迫留下装备。沃特豪斯不得不留下所有他精心收集的植物和动物。男人们非常饥饿,甚至射杀并吃掉了丁戈。斯图尔特的身体状况很差,成了盲人。他好几天都不能说话,男人们都以为他要死了。他无法骑马,他们用长杆和毯子做了一张床,可以在两匹马之间搬运。斯图尔特用这种方法被抬着走了960公里(597英里).穿过麦克唐奈尔山脉后,他们发现下了雨,有很多草。到达安定区后,斯图亚特得知他的朋友和伙伴詹姆斯-钱伯斯已经去世。他让凯克威克负责带队,和奥德一起前去。他们在卡彭达上了火车,于1862年12月17日到达阿德莱德。
1863年1月16日,斯图尔特和他的队伍在阿德莱德受到了特别的欢迎。他们穿上旧衣服,以英雄的身份骑马进城。这一天也是伯克和威尔斯远征失败后在墨尔本下葬的日子。