Снаряжение научной экспедиции отчасти объяснялось также и тем, что в то время, в конце XVIII века, все еще оставалась вера в существование если не обширного Южного континента, который питал мечты географов и мореплавателей XVI века, то по крайней мере многочисленных «южных земель». Бугенвиль должен был от имени короля вступить во владение всеми землями, какие удастся открыть. Кроме того, ему поручалось собирать по пути все политические и военные сведения об английских, испанских и голландских поселениях, разбросанных на островах южных морей, и, наконец, – что было, может, самым важным – попытаться достать на Молуккских островах, несомненно оберегавшихся Голландией, «семена и драгоценные саженцы деревьев, дающих пряности». Высаженные на Иль-де-Франс (остров Маврикий), где климат примерно такой же, как и на Молуккских островах, эти растения могли бы хорошо прижиться, что будет, конечно, прибыльно для французской казны.
В плавании Бугенвиля принимали участие Пьер-Антуан Верон, королевский астроном, и Филибер Коммерсон, королевский медик, естествоиспытатель и ботаник. Медик-консультант его величества Пуассоньер потребовал, чтобы на судно вместе с ним доставили изобретенную им машину для опреснения морской воды, названную перегонным кубом. Этот аппарат очень заинтересовал философов, и Вольтер признавался в письме к Даламберу: «Неужели я могу умереть, так и не узнав в точности, опреснил Пуассоньер морскую воду или нет? Это было бы слишком жестоко!»
Забота о здоровье экипажа возлагалась на рядового хирурга морского флота Луи-Клода Лапорта и его помощника Виве. Людовик XV разрешил принять участие в плавании в качестве иностранного добровольца молодому принцу д'Оранж-Нассау-Зигену. 5 декабря 1766 года из Бреста на борту фрегата «Сердитый» (длина 38 метров, вместимость 360 тонн) в общей сложности отправилось 216 человек.
Транспортное судно «Звезда» под командованием Шенара де ла Жироде, еще полностью не оснащенное, должно было прийти к Мальвинским островам с экипажем в 116 человек и дополнительным грузом продовольствия. Прибыло оно туда только 20 июня 1767 года, после передачи архипелага испанцам (в скором времени он еще раз перейдет в другие руки, и англичане назовут его Фолклендскими островами). Теперь можно было отправляться дальше.
1 декабря 1767 года «Сердитый» и «Звезда» вошли в узкий лабиринт, называвшийся уже к тому времени проливом Магеллана. В Тихий океан корабли вышли лишь 25 января. Несколько раздосадованный Бугенвиль отметил для памяти, что два с половиной века назад Магеллан прошел этот путь за месяц и пять дней. Он постарался также опровергнуть укоренившуюся легенду о гигантском росте патагонцев.