Следующий период — это в известной степени история смелых экспедиций мореплавателей-голландцев. После того как они впервые разглядели берег западной Австралии, они продолжали прилагать все усилия к тому, чтобы его разведать, чего португальцы, как видно, не делали. Во время своих путешествий они останавливались в разных местах побережья, изучая его до тех пор, пока, сложив вместе все полученные сведения, не смогли представить себе в общих чертах линию берега. Одновременно другие голландские моряки проводили разведку тех мест, которые теперь известны как восточное побережье Австралии, а тогда принимались голландцами за южное продолжение Новой Гвинеи (пролив Торреса они принимали за залив). Создавалось впечатление, что Южная Земля наконец найдена; казалось, вырисовываются береговые линии большого полуострова с прибрежными районами Maletur и Beach, хотя и значительно восточнее, чем предполагалось.
К началу 40-х годов XVII столетия голландцы уже обследовали и даже нанесли на карту большую часть западного побережья Австралии. К 1642 году было известно, что к югу от мыса Лёвин берег принимает восточное направление. Возник вопрос, что это — конец суши или начало большого залива? Ван Димен, губернатор голландской Восточной Индии, отправил в плавание капитана Абеля Тасмана, чтобы тот выяснил, является ли Австралия частью Южной Земли.
Тасман поплыл вдоль западного берега до мыса Лёвин, затем к юго-востоку. Долгое время не было видно никакой суши, но наконец он увидел на севере довольно большую землю и, не зная, остров это или полуостров австралийского континента, назвал ее Вандименова Земля (в честь губернатора). На самом деле это был большой остров к югу от Австралии, и англичане позднее переименовали его в Тасманию, в честь первооткрывателя.
Тасман продолжал плыть на юго-восток и приблизительно через 1000 миль обнаружил гористый берег, который назвал Новой Зеландией (это был южный остров этой группы). Затем он возвратился северным курсом, открыв по пути острова Тонга и Фиджи. Проплыв беспрепятственно тысячи миль вокруг Австралии, он доказал, что она не какая-либо часть Южного континента, а отдельная земля. Что касается побережья, названного Новой Зеландией, то это могла быть и часть Terra Australis Incognita, но он не нашел никаких признаков, служащих тому доказательством.
В дальнейшем на протяжении почти целого столетия вопрос о Неведомой Южной Земле не поднимался. Постепенно она исчезла и с карт. Дело было не в том, что ее перестали считать существующей, а в том, что у географов XVII века появилась тенденция наносить на карту только то, что было проверено, а неисследованные районы оставлять незаполненными, не пытаясь заполнять их по догадке. Например, «Новая и весьма точная карта земного шара» Николая Вишера, не датированная, но, вероятно, относящаяся к 1660-м годам, дает очертания Австралии (кроме восточного берега) и южной оконечности Тасмании с достаточной точностью, а также общие очертания известного берега Новой Зеландии, но совершенно не показывает Южной Земли. Антарктическая область в полярной проекции этой карты совершенно пустая, если не считать показанной на ней южной оконечности Южной Америки с островом Огненная Земля.
