.
Экспедиция началась в декабре 1856 г. на Занзибаре. Перед отправкой Бертон детально изучил этот остров, бывший одним из крупнейших центров работорговли в Восточной Африке, через который, по некоторым данным, ежегодно проходило до 40 000 невольников. В январе Бертон и Спик отплыли в Момбасу. Их багаж включал сборную лодку «Луиза», которую планировалось поставить на воду, как только путешественники найдут озеро. Они начали с предварительной прибрежной экспедиции в Тангу и плавания по реке Пангани. Вскоре между ними возник спор о том, каким путем продвигаться во внутренние районы. В итоге возобладало мнение Бертона, избравшего маршрут в обход территорий, занимаемых жестоким и свирепым масаями. После определенных трудностей с набором в экспедицию носильщиков в конце 1857 г. они наконец смогли отправиться в путь. Отчуждение и даже враждебность между двумя руководителями путешествия продолжали усиливаться.
Несмотря на постоянные болезни и проблемы с носильщиками, некоторые из которых сбежали, экспедиция медленно продвигалась вперед. От Зунгомеро через долину Маката, потом через перевал Рубехо в горах Усагара ее участники вышли на равнины Угого. Бертона и Спика часто мучили продолжительные и настолько сильные приступы лихорадки, что их приходилось нести на носилках. Преодолев леса Кигва и дойдя до арабской торговой фактории Табора, они задержались там на месяц для восстановления здоровья. Но болезни не оставляли их и дальше, в связи с чем экспедиция чрезвычайно медленно продвигалась по реке Малагараси и лишь в феврале 1858 г. достигла озера Танганьика. В Уджиджи, на берегу озера оба путешественника снова заболели и слегли, но вскоре Спик поправился настолько, что смог самостоятельно начать изучение берегов Танганьики (по мнению Бертона, это была пустая трата времени), а потом в апреле они вдвоем отправились на поиски реки Рузизи у северной оконечности озера лишь для того, чтобы убедиться в том, что не оно является источником Нила.
Запасы экспедиции быстро подошли к концу, и расстроенный Бертон вынужден был вернуться в Табору, где среди мусульман чувствовал себя почти как дома. Между тем Спику не без труда удалось получить у Бертона разрешение на самостоятельное путешествие к северу, к озеру Укереве. 25 дней спустя Спик до него добрался и дал ему новое название — Виктория. Убедившись в том, что именно оттуда берет свое начало Нил, он вернулся в Табору в необычайном возбуждении, но Бертон отреагировал на его сообщение с достаточной долей цинизма и отказался отправиться туда вместе с ним, чтобы удостовериться в истинности совершенного Спиком открытия. Вместо этого они продолжили путь к побережью и после очередных проволочек, связанных с проблемой носильщиков и болезнями (Спика одолела какая-то хвороба, напоминавшая бешенство, но со временем он вполне оправился), в марте 1859 г. они достигли Занзибара.
В результате этого путешествия Бертон со Спиком могли объявить, что исследовали озеро Танганьика, но Спик полагал, что лишь он один мог претендовать на открытие истоков Нила. Оставив Бертона долечиваться в Адене и пообещав дождаться его приезда и только тогда сообщить о своем открытии в Королевском географическом обществе, Спик отправился в Англию и прибыл туда в мае 1859 г. Уже на следующий день по возвращении он встретился с сэром Родериком Мерчисоном, президентом Королевского географического общества, ответ которого на сообщение о совершенном им открытии Спик процитировал в опубликованном им в 1863 г. «Дневнике открытия истоков Нила». Выслушав его, сэр Родерик сказал: «Спик, мы снова должны вас туда послать». Это было именно то, на что он рассчитывал, руководство новой экспедицией, которая, по его словам, «будет призвана установить истинность моего утверждения о том, что Виктория Ньянса, открытая мною 30 июля 1858 г., питает своими водами истоки Нила». Очевидно, что Спик нарушил данное Бертону обещание, но по возвращении Бертон был награжден Золотой медалью Географического общества в знак признания его заслуг по открытию озера Танганьика. В своей речи на церемонии вручения награды он отдал должное и открытию своего коллеги. «Капитану Спику принадлежат географические открытия, о которых вы отзываетесь в столь лестных выражениях. Меня больше интересовали история и этнография, языки и обычаи тамошних обитателей, в то время как на долю капитана Спика выпала нелегкая задача точных топографических описаний и определения нашего местонахождения с помощью астрономических наблюдений. Даже неустрашимый Левингстон считал, что такого рода труд ему не всегда по плечу». Географическое общество делало вид, что интересуется предложениями Бертона о продолжении исследований в Африке, хотя сэр Родерик Мерчисон решил поддержать проект Спика. Руководителем следующей экспедиции следовало бы назначить Бертона, однако на реализацию его планов не было выделено средств, и все переговоры с ним были слабой попыткой пощадить его самолюбие.