7 октября «Норфолк», сопровождаемый частным судном «Наутилус», на котором находилось продовольствие для двенадцатинедельного плавания, вышел из Сиднея. Ведя исследования по программе, намеченной Хантером, Флиндерс к 8 декабря привел «Норфолк» к северо-западной оконечности Земли Ван Димена. В течение нескольких дней Флиндерса и Басса не покидало беспокойство: берег упрямо тянулся в северо-западном направлении, и им уже стало казаться, что, идя вдоль берега, они попадут в Вестерн-Порт, обнаруженный Бассом во время плавания на вельботе. Но наблюдение за течениями улучшило настроение исследователей. Оно давало основание верить, как впоследствии писал Флиндерс, «не только в реальное существование пролива между этой землей и Новым Южным Уэльсом, но так же в то, что вход в Южный Индийский океан может быть не столь далеко».

На следующий день, 9 декабря, «Норфолк», шедши вдоль побережья, резко повернул на юг. Вскоре Флиндерс и Басс увидели вдающуюся далеко в море возвышенность, которую Басс заметил во время своего плавания на вельботе. Теперь они уже твердо знали, что сделали открытие: нашли проход в Индийский океан между Новым Южным Уэльсом и Землей Ван Димена.

В этот великий для Флиндерса и Басса день произошло примечательное событие, скрупулезно записанное Флиндерсом в его «Путешествии к Terra Australis»: «Днем появилась огромная стая бакланов, летящих на юг. За ними следовало такое множество темно-коричневых буревестников, какого я никогда нигде не видел. Летящие птицы занимали полосу в 300 ярдов шириной и от 50 до 80 ярдов глубиной; птицы летели компактно, крыло к крылу. Этот поток шел без перерыва в течение полутора часов. Предположив, что глубина потока 50 ярдов, ширина 300 ярдов, скорость полета птиц 30 миль в час, а занимаемое каждой птицей пространство 9 кубических ярдов, можно определить их число. Оно составляет 151 500 000. Для разведения такого числа птиц необходимо 75 750 000 гнезд, и если считать, что каждое гнездо занимает один квадратный ярд, то, размещаясь, эти птицы займут более 18,5 квадратной мили земной поверхности».

Исходя из этого, Флиндерс сделал вывод, что где-то к югу, вероятно, находятся необитаемые острова, где гнездятся эти птицы и откуда они днем вылетают на поиски пищи..

К концу девятой недели плавания вокруг Земли Ван Димена «Норфолк» достиг мыса Южный. Рождество Флиндерс, Басс и их спутники встретили в заливе Сторм. Там они исследовали район реки Деруэнт. Наконец 4 января 1799 г. «Норфолк» покинул Землю Ван Димена, а 11 января был уже в Сиднее.

Плавание «Норфолка» имело важные последствия. Открытие пролива сокращало время пути из Индии, а также от мыса Доброй Надежды в Новый Южный Уэльс на неделю. Исследование северного и южного побережий Земли Ван Димена позволило колониальным властям в скором времени начать освоение острова.

Первые английская поселения на Земле Ван Димена возникли в районах, исследованных Флиндерсом и Бассом: в 1803 г. — на юге острова в районе современного города Хобарта, а в 1804 г. — на севере, там, где теперь находится город Лонсестон. Постепенно был освоен весь остров, и в декабре 1825 г. создана британская колония, независимая от Нового Южного Уэльса: в 1864 г. она получила название Тасмания в честь первооткрывателя острова Абеля Тасмана.

По прибытии в Сидней Флиндерс начал работать над составлением карты побережья Земли Ван Димена. Ему предстояло дать названия открытым землям. Иногда он использовал их географическое положение или примечательные события, происшедшие там во время экспедиции (так появились мыс Северный, остров Альбатросов), но чаще — фамилии крупных политических деятелей, ученых и близких ему людей. Мыс Портленд был назван в честь британского министра внутренних дел, Порт-Дальримпль — в честь картографа Адмиралтейства, острова Хантер — в честь губернатора Нового Южного Уэльса, остров Уотерхауз — в честь капитана «Уверенности». Возвышенность на одном из островов в группе Кент, расположенных к северу от Земли Ван Димена, Флиндерс назвал Чеппелл-Маунт, имя Чеппелл он дал и группе небольших островков в юго-западной части архипелага Фюрно. Аннетт Чеппелл была подругой детства Флиндерса.

Открытый пролив Флиндерс назвал Бассовым, ибо, как он говорил Хантеру, «это дань уважения моему старому другу и спутнику за исключительные опасности и трудности, перенесенные им во время плавания на вельботе, и правильное суждение… относительно существования широкого открытого пространства между Землей Ван Димена и Новым Южным Уэльсом».

Дальнейшие события показали, что Хантер поступил правильно, начав на свой страх и риск проводить исследование побережья Нового Южного Уэльса. Лишь 1 февраля 1799 г. Бэнкс ответил на его письмо. В нем сообщалось, что «ситуация в Европе в настоящее время столь критическая и министры его величества настолько загружены делами чрезвычайной важности, что редко представляется возможность получить короткую аудиенцию, и только по тем делам, которые их более всего интересуют; рассмотрение же вопросов, связанных с колониями, могу вас уверить, отодвинуто теперь далеко назад».

В течение нескольких месяцев после возвращения из плавания на «Норфолке» Флиндерс находился в команде корабля «Уверенность», стоявшего в Порт-Джексоне. И Флиндерс, и Басс тяготились бездействием. Рутинная жизнь в столице колонии их угнетала. В конце концов Басс не выдержал и 29 мая 1799 г. покинул Новый Южный Уэльс, Он решил возвратиться в Англию на корабле «Наутилус», капитаном которого был его хороший знакомый Чарлз Бишоп. Флиндерс с большой грустью простился с Бассом и уезжавшим вместе с ним Мартином. Друзья никогда уже больше не встречались.

Вскоре после возвращения в Англию Басс женился на Елизавете Уотерхауз, сестре Генри Уотерхауза, капитана «Уверенности». Но страсть к далеким плавания у него не ослабевала. На паях с Бишопам Басс закупил товары для продажи в Новом Южном Уэльсе и отправился в плавание к пятому континенту на бриге «Венера».

«Венера» пришла в Сидней 29 августа 1801 г. Губернатором колонии был уже Ф. Кинг. Бассу не удалось реализовать весь привезенный груз, и Кинг предложил, ему оставить непроданные товары на правительственных складах, а самому отправиться на тихоокеанские острова за соленой свининой, которую там можно дешево купить. Басс согласился с этим предложением и ушел в двенадцатимесячное плавание по Тихому океану, закончившееся весьма удачно.

По возвращении у Басса возникли новые коммерческие планы: он решил организовать на юге Новой Зеландии рыболовную станцию. Но сначала он отправился в Чили, для того чтобы приобрести, необходимое оборудование. Покинув Сидней 5 февраля 1803 г., Басс бесследно исчез в просторах океана. Что с ним произошло во время плавания, осталось навсегда неизвестным.

После отъезда Басса в Англию в мае 1799 г. Флиндерс недолго оставался в колонии. Хантер послал его на «Норфолке» теперь уже на север для  исследования залива Мортон, где