Stanley je sklenil nadaljevati tam, kjer je nehal Livingston. Predvsem si je želel raziskati območje velikih jezer in najti morebitno povezavo med rekama Nil in Kongo. Na novo odpravo je krenil leta 1874, in sicer spet prav tako iz Zanzibarja. Šel je zahodno od Tanganjiškega jezera, torej po območju, ki ga je raziskoval z Livingstonom. Tako je prišel do reke, ki so ji tedaj pravili Lualaba. Livingstone je bil prepričan, da bo v njej našel odgovor na vprašanje, ali sta Nil in Kongo povezana. Stanley se je podal navzdol ob reki na eno najhujših raziskovalnih poti. Med njo je izgubil dve tretjini spremljevalcev, toda posrečilo se mu je eno najpomembnejših odkritij v zgodovini afriških raziskav. Ugotovil je namreč, da Lualaba ni povezana z Nilom, temveč je začetek reke Kongo. Najprej teče proti severu, potem pa ostro zavije proti zahodu in se na koncu izlije v Atlantik.