В том же году Гудзон вернулся в Англию. В 1610 г. Гудзон опять отправился в экспедицию на судне «Дискавери», на этот раз под английским флагом, будучи нанятым Вирджинской и Британской Ост-Индской компаниями. Он взял курс на север, прибыв к берегам Исландии 11 мая, затем 4 июня подошел к южной Гренландии, потом обогнул ее южную оконечность и взял курс на запад. Казалось, что северный путь в Азию наконец-то найден.
25 июня мореплаватели достигли Гудзонова пролива к северу от Лабрадора. Двигаясь вдоль побережья на юг, 2 августа они вышли к заливу Гудзона. Следующие несколько месяцев Гудзон занимался исследованиями и картографированием побережья Америки. В ноябре «Дискавери» застрял во льдах в заливе Джеймс, и команда была вынуждена сойти на берег на зимовку.
Весной 1611 г., после того как сойдет лед, Гудзон хотел возобновить исследования. Однако команда корабля взбунтовалась, требуя возвращения домой. В июне 1611 г. 8 человек из команды возвратились домой, предварительно высадив Гудзона, его сына и еще 7 матросов на гребную лодку, не оставив им ни воды, ни пищи. Больше о его судьбе достоверно ничего не известно.
Морской залив, открытый Гудзоном, в два раза больше Балтийского моря. Большое количество устий рек открывает морской путь для западных частей Канады, не имеющих выхода к морю.
Промышленники Радиссон и Грозейлье слышали от индейцев у Верхнего озера не только о западной «Большой Воде», но и о «Северном море» (Гудзоновом заливе). В начале 60-х годов XVII века, скупая меха к северу от Верхнего, они открыли крупное озеро Нипигон (4840 кв. км) и добыли сведения о пути к Гудзонову заливу и о выгодах, которые может принести там скупка пушнины. Они предложили организовать экспедицию к Гудзонову заливу, чтобы закрепить за французами господство на его берегах. Не встретив поддержки ни в Канаде, ни во Франции, купцы отправились в Англию и связались с адмиралом британского флота Рупертом Баварским.
В 1667 г. принц Руперт основал английскую Компанию Гудзонова залива. Летом 1668 г. в Гудзонов залив был послан английский военный корабль под командой Захарии Гиллама, на котором отправился и Грозейлье. Экспедиция открыла в заливе Джемс устья лабрадорских рек, позднее получивших названия Руперт и Истмейн.
Во время зимовки Грозейлье активно и выгодно торговал с индейцами. После их возвращения в Англию в 1669 г. это во многом способствовало официальному признанию компании: в 1670 г. король Великобритании Карл II подписал устав Компании Гудзонова залива. Ее власть формально распространялась на всю область залива до водораздельных высот, но в действительности было освоено только южное побережье между реками Истмейн и Черчилл. К 1688 г. там уже имелось семь фортов-факторий в устьях семи больших рек: Истмейн, Руперт, Мус, Олбани, Северн, Нельсон и Черчилл.
«Мягкая рухлядь» окрестностей Гудзонова залива привлекали не только англичан. С 1659 г. французы из Квебека несколько раз безуспешно пытались сухим путем достичь этих мест. Ближе всех к Гудзонову заливу подошел иезуит Гийом Кутюр.