Подготовка к плаванию началась довольно рано вслед за королевским указом, но продолжалась она необычно долго из-за беспардонного мошенничества поставщиков, скрытого сопротивления Дома Торговли, саботажа Португалии и неожиданных помех со стороны, как вскоре выяснилось, серьезно терявшего рассудок Фалейру, которого в итоге пришлось заменить на капитана Хуана де Картахена. Почти неизбежные в таких случаях обманы подрядчиков-снабженцев на сей раз оказались особенно частыми и крупными. Они ухитрились даже поставить старые залатанные каравеллы, не говоря уже о плохого качества продуктах и прочих запасах. Могущественный епископ Фонсека — самый влиятельный человек в Доме торговли и член королевского совета — все время задерживал утверждение достойных кандидатур на руководящие посты экспедиции, стремясь навязать Магеллану вместо них своих многочисленных некомпетентных родственников и фаворитов, которые по его замыслу должны были в ходе плавания взять руководство экспедицией в свои руки и избавиться от ненавистного португальца. Узнав о решении Карла Пятого утвердить план Магеллана, Лиссабон, осознав, видимо, свой просчет, теперь через своего посла в Испании приступил к самому настоящему саботажу его осуществления. Среди прочих таких попыток Магеллану было предложено большое вознаграждение, если он откажется от этой экспедиции и вернется в Португалию. Более того, один из советников и духовников Дона Мануэля епископ Васконсельос даже предложил убить Магеллана. Безрассудное поведение главного партнера мореплавателя создавало тоже немало ненужных препятствий и задерживало время начала путешествия. Но все эти препятствия не остановили Магеллана, хотя и потребовали немало усилий и времени для их пусть даже не полного устранения.

Наконец основные приготовления были завершены, и 10 августа 1519 года флотилия из пяти каравелл отошла от причала Севильи и направилась вниз по Гвадалквивиру к порту Санлукар-де-Баррамеда. Здесь в ожидании подходящей погоды парусники бросили якоря и пробыли на стоянке более месяца. Большая часть этого времени, однако, была потрачена на замену вновь обнаруженных гнилых запасов продовольствия и пополнение его недостачи, так как Магеллан отказывался отправляться в дальнее плавание при таких условиях. 24 августа глава экспедиции, у которого за полгода до этого родился сын, подписал свое завещание, согласно которому он оставлял часть своего немалого наследия своей жене, их ребенку, своей сестре и двоюродным родственникам, а другую передавал нескольким монастырям и церквам в Испании. Перед самым выходом в море Магеллан направил письмо-меморандум королю, в котором он вновь выражал свое убеждение, что Острова Пряностей, включая самые богатые специями Тернате и Тидоре, открытые его приятелем Серрану, находились в зоне владения Испании. Во вторник 20 сентября 1519 года флотилия из пяти приведенных в полный порядок каравелл покинула берег Испании и взяла курс на юго-запад. Никто из отплывавших или среди остававшихся на берегу людей не предполагал, что это будет самым далеким и самым продолжительным плаванием из всех совершавшихся в истории человечества.

Экспедиция Магеллана состояла из флагмана «Тринидад», капитаном которого был сам глава экспедиции, а также парусников «Сан-Антонио» с заменившим Фалейру (он все-таки был помещен в дом умалишенных) капитаном Хуаном де Картахеной, «Консепсьон», которым командовал Гаспар Кесада, «Виктория», во главе которой стоял Луис де Мендоса, и самого небольшого из них «Сантьяго» под руководством капитана Жоау Серрану. Несмотря на основные мирные цели флотилии, она была довольно сильно вооружена. Помимо приданной артиллерии на ней размещались 62 тяжелых и 10 легких пушек-фальконетов, а также 50 аркебуз. Помимо этого они везли сотни пик, алебард и мечей вместе с личными офицерскими кольчугами, латами и шлемами с султанами, а также несколько сот арбалетов и множество длинных луков. Благодаря стараниям Магеллана парусники были хорошо оснащены самыми современными тогда навигационными приборами, картами, книгами по навигации и 18 песочными часами. В трюмах находились ящики с обменным товаром, заполненные стеклянными бусами, колокольчиками, медными браслетами, рыбными крючками, немецкими ножами, маленькими зеркальцами, рулонами самых разных ярких тканей и прочей мелочью. Кроме того, в них везли запасы специальных подарков для султанов, правителей и вождей, с которыми планировалось налаживать политические и торговые отношения.

Состав экипажей в своем большинстве был испанский, но в нем было немало португальцев, которых набрали в последнюю очередь из-за трудностей с нахождением испанцев, а также генуэзцы, сицилийцы, французы, немцы, фламандцы, один англичанин и несколько африканских негров. Магеллана сопровождал его раб-мулат из Малакки, уже ставший христианином под именем Энрике. Самым важным иностранцем среди членов экспедиции был Антонио Пигафетта из Виченцы в Ломбардии, который вступил на борт флагмана в качестве аристократа-добровольца, влекомый, по его собственным словам, желанием приобрести опыт и славу. Пигафетта прибыл в Испанию в свите папского посла при дворе Карла Пятого, где быстро подружился со своим итальянским коллегой по работе Петером Мартиром Дангиерой, служившим при дворе императора, занимаясь среди прочего описанием историй открытий в Новом Свете. Именно от него Антонио узнал о готовившейся экспедиции Магеллана и, заручившись разрешением Карла и своего посла, стал ее участником. Именно благодаря в первую очередь неутомимым наблюдениям и записям этого итальянского дипломата мир знает довольно подробно об этом невероятном героическом и страшно трудном путешествии.

Через шесть дней после выхода из Испании флотилия Магеллана прибыла в Тенерифе на Канарских островах, где пробыла почти неделю, пополняя запасы воды, продовольствия и других необходимых вещей перед длинным переходом через Атлантику. Накануне отправления к берегам Бразилии генерал-капитан получил сразу два очень неприятных сообщения. Одно из них было от его тестя Диогу Барбозы и было доставлено с вновь прибывшей из Испании каравеллой. В нем Барбоза предупреждал Магеллана о том, что три испанских капитана его каравелл — Картахена, Мендоса и Кесада — собирались его убить и взять экспедицию в свои руки. Как отмечал в своем дневнике Пигафетта, эти люди ненавидели его только потому, что он был португалец. В своем ответе тестю Магеллан благодарил его за предупреждение, но при этом заверил, что он выполнит свой долг, чего бы это ему не стоило. Второе сообщение было передано Магеллану поставщиком соленой трески, которая была закуплена для пополнения запасов провианта. Оно заключалось в том, что король Португалии направил в Атлантику две флотилии для перехвата экспедиции на пути к берегам Бразилии. Первое предупреждение заставило Магеллана, который переживал необоснованную враждебность своих трех капитанов, повысить бдительность по отношению к их поведению, а второе потребовало изменить маршрут дальнейшего пути на более южный курс перехода через океан, хотя это вызвало потерю времени и скорости, так как каравеллам пришлось оказаться и в сильных штормах, и в длительных штилях.

В первые же дни нахождения в полосе штилей Магеллан пригласил капитанов каравелл на совещание по поводу одного серьезного проступка квартирмейстера эскадры. При завершении встречи, надеясь спровоцировать резкую реакцию Магеллана, что стало бы предлогом для его убийства, капитан «Сан-Антонио» Картахена обвинил главу экспедиции в некомпетентности командования, якобы приведшей суда к пустой трате времени в невыносимой жаре тропиков без какого-либо продвижения вперед. Зная, что трое из четырех присутствующих капитанов готовили против него заговор с целью убийства, Магеллан подготовился к такому повороту дела и в ответ на резкую выходку своего подчиненного сохранил спокойствие. Выдержка генерал-капитана лишь подтолкнула Картахену, который принял ее за проявление слабости, к еще большей дерзости. Теперь он закричал на Магеллана, утверждая, что больше не будет подчиняться его приказам. Тогда Магеллан подал условленный знак своим верным людям, и в его кабину тут же ворвались хорошо вооруженные и с обнаженными мечами альгвасил «Тринидада» Гонсало Эспиноса, Дуарте Барбоза и Кристобаль Ребело. Когда они оказались рядом, Магеллан схватил Картахену за воротник рубашки и от имени короля в гневе объявил его мятежником и своим пленником. Перепуганный Картахена истошным воплем воззвал к своим сообщникам, как было условлено, вонзить кинжалы в их противника и тем самым объявил наличие их заговора. Но перед лицом новой ситуации Кесада и Мендоса не осмелились даже двинуться с места. Вслед за этим Эспиноса вытолкнул Картахену на главную палубу и посадил его в колодки, уготовленные как наказание для обычных матросов. Мендоса и Кесада, отказавшиеся исполнить заговор, теперь стали просить Магеллана смягчить наказание их сообщнику. Генерал-капитан согласился и отпустил Картахену на поруки Мендосы на борту «Виктории», а вместо него объявил о назначении капитаном «Сан-Антонио» Антонио де Коку. Так Магеллану удалось ликвидировать первый заговор своих противников.