После своего триумфального возвращения в Британию Ливингстон издал книгу «Путешествия и исследования миссионера в южной Африке». Королевское географическое общество наградило его золотой медалью, а королева Виктория — аудиенцией. В 1858 году Ливингстон, уже в качестве британского консула в Мозамбике, вновь возвращается в Африку. Вместе со всей своей семьей он отправляется вверх по Замбези от ее устья. Исследуя северный приток этой реки — Шире, ученый открывает водопады Мерчисона, озеро Ширва и в 1859 году выходит на южный берег озера Ньяса.
В течение последующих пяти лет Д. Ливингстон предпринял несколько экспедиций с целью изучения побережья и окрестностей озера Ньяса. Он провел подробнейшие топографические съемки этой местности, составил достаточно подробные ее карты и похоронил там свою жену Мэри, умершую от тропической лихорадки. Вернувшись на родину, он издает очередную книгу о своих путешествиях. Но Африка магнитом протягивает к себе ученого, и в 1866 году Д. Ливингстон вновь возвращается туда. На этот раз его отряд берет направление на северо-запад. Исследователя континента давно занимала идея найти источник великого Нила. В ходе чрезвычайно тяжелой экспедиции он достиг побережья озера Танганьика и затем вышел к реке Луалабе, открыв крупнейшую водную артерию центральной Африки в бассейне верхнего течения реки Конго.
Страдая малярией в течение многих лет, Ливингстон настолько ослаб, что в конце концов слег в деревне Уджиджи на озере Танганьика, Тем временем в Европе уже несколько лет считали Ливингстона пропавшим без вести. На его поиски было направлена несколько экспедиций и наконец Генри Стенли в 1871 году отыскал его там. Несмотря на тяжелую болезнь, Д. Ливингстон нашел в себе силы отправиться вместе со Стенли исследовать север озера Танганьика. После завершения этого похода он отказался вернуться для лечения в Европу, отправив туда с оказией лишь свои дневники и многочисленные коллекции. Чувствуя, как силы покидают измученное тело, он боялся не успеть сделать все задуманное.
Дэвид Ливингстон умер первого мая 1873 года в деревне Читамбо, что неподалеку от озера Бангвеулу. Преданные слуги-африканцы Чума и Сузи похоронши сердце великого путешественника под высоким деревом, а тело обработали солью и высушили на солнце. Девять месяцев через всю центральную и восточную Африку они, вместе с другими слугами, несли тело Ливингстона на руках, пройдя 2 500 км до Индийского океана. Затем — переправа на остров Занзибар и долгий путь в Лондон. Похоронен Дэвид Ливингстон был только через год после смерти в апреле 1874 года. Погребение состоялось в Вестминстерском аббатстве — усыпальнице английских королей. Достойный конец достойного человека!