24 июня, по свидетельству монаха, испанцы, высадившись на берег, вступили в сражение с индейцами, предводительствуемыми амазонками. Битва, здесь происшедшая, пишет Каррахаль, была не на жизнь, а на смерть, ибо индейцы перемешались с испанцами и оборонялись на диво мужественно. Мы сражались более часа, но индейцев не покидал боевой дух, скорее наоборот казалось, что в бою их смелость удваивается... Я хочу, чтобы всем ведома была причина, по которой индейцы так: защищались. Пусть все знают, что тамошние индейцы подданные амазонок и что, узнав о нашем приближении, они отправились к ним за помощью, и десять или двенадцать из них явились к ним на подмогу... Мы увидели воочию, что в бою они сражаются впереди всех и являются для оных чем-то вроде предводителей... Сии жены весьма высокого роста и белокожи, волосы у них очень длинные, заплетены и обернуты вокруг головы. Они очень сильны, а ходят почти нагие только прикрывают стыд. В руках у них лук и стрелы, и в бою они не уступают доброму десятку индейцев, и многие из них я видел это воочию выпустили по одной из наших бригантин целую охапку стрел... Амазонки атаковали испанцев, но были отбиты и потеряли семь человек. Этот эпизод произвел такое впечатление на современников, вспоминавших древнегреческий миф об амазонках, что река, которую Орельяна хотел назвать своим именем, получила и сохранила название реки Амазонок ( Амазонас ; в русском языке в единственном числе Амазонка). Существовали ли эти племена амазонок в действительности? Страну амазонок, открытую будто бы Орельяной, не нашла ни одна из более поздних экспедиции. Однако, вероятнее всего, что в рассказе Карвахаля причудливо смешались правда и вымысел женщины индеанки и вправду иной раз принимали участие в сражениях с испанцами. К этому добавились по-своему истолкованные рассказы индейцев, в которых отражались реальные сведения, например о перуанском храме Дев Солнца . Карвахаль описывает полную золота страну амазонок не как увиденную своими глазами, а так, как рассказал о ней испанцам один из пленных индейцев. Своими же глазами Карвахаль видел лишь индеанок, сражающихся в бою рядом с мужчинами... Рассказ монаха стал одной из географических легенд, приведших к подлинным открытиям: в поисках страны амазонок более поздние экспедиции подробно обследовали берега самой большой в мире реки. После сражения с амазонками Франсиско Орельяна продолжал путешествие по великой реке, разделившейся на множество протоков, иные из которых были настолько широки, что скорее походили на морские проливы.
Карвахаль отметил, что морская вода поднимается порске с превеликой яростью противоборство океанского прилива и речных вод сопровождается ужасающим грохотом и порождает за один прилив до шести отвесных волн (поророку) высотой до 5 метров, идущих против течения. Один из июльских дней едва не стал последним днем экспедиции: во время отлива обе бригантины оказались на суше, и в этот момент конкистадоров атаковали индейцы. Нападение было отбито с огромным трудом. Ближе к морю, за страной Амазонок , также встречались большие селения, но индейцы держались мирно. Еще ниже бригантины вошли в громадную дельту реки. Островов было множество, и очень крупных, мы до самого моря... не могли выбраться к материку... Испанцы пристали к берегу, чтобы отремонтировать малую бригантину, налетевшую на полузатопленный ствол дерева и давшую течь. Ремонт занял восемнадцать дней. Через несколько дней плавание снова пришлось прервать новый ремонт продолжался еще две недели. Испанцы просмолили борта, поставили на бригантинах новые мачты, сплели из травы веревки и из своих старых плащей сшили паруса для плавания в океане. Необходимо было пополнить запасы пресной воды и продовольствия. О устье реки в одном из селений путешественники преподнесли аборигенам европейские безделушки и раздобыли все необходимое. По всей вероятности, в этом селении европейцы уже побывали в одном из домов испанцы увидели сапожное шило с острием и с рукояткой и ушком. 2 августа 1542 года испанцы вошли в Пресное море . Все плавание продолжалось 172 дня; восемь испанцев умерли от болезней, трое от ран. Океан был рядом. Но выйти в него оказалось нелегко. Встречный ветер относил бригантины назад, камни, заменявшие якоря, не могли удержать суда на одном месте. Перед рассветом 26 августа бригантины Орельяны двинулись на север вдоль берегов, чтобы достичь каких-либо поселении европейцев на побережье или островах Среди участников экспедиции, оставшихся к тому времени в живых, не было ни одного моряка, у испанцев отсутствовали навигационные карты и компас. Но теперь им неизменно сопутствовала удача. За все время, пока они шли на север, не было ни бурь, ни ливней. 30 августа бригантины потеряли друг друга из вида и дальнейший путь совершали поодиночке. Орельяна достиг 1 сентября 1542 года островка Кубагуа в Карибском море. у южного берега острова Маргарита, и с командой сошел на берег близ испанского поселения Новый Кадис. Местные колонисты отнеслись к ним дружелюбно и были поражены рассказом о необычайном плавании.
Открыв Амазонку самую большую реку мира, проплыв по ней около шести тысяч километров, Франсиско Орельяна совершил одно из самых важных в истории изучения Южной Америки путешествий. Орельяну заслуженно относят к великим путешественникам: он первым пересек с запада на восток, от океана до океана неисследованный Южно-Американский материк почти в самой широкой его части, открыл на протяжении более трех тысяч километров все среднее и нижнее течение Амазонки крупнейшей в мире реки по водоносности и площади бассейна и доказал, что Пресное море Пинсона это и есть устье реки Амазонок, судоходной от предгорьев Анд.