利溫斯敦醫生準備進行的探險的第二大工程，是去非洲的東海岸，這將使他最後完成從非洲西海岸到東海岸的全部考察工作。
參觀過「煙霧瀰漫雷聲隆隆」的維多利亞瀑布之後，利溫斯敦醫生離開了贊比西河向西北方向前進，穿巴託卡族聚居區。
當地的土著人吸食大麻成癮，形狀呆傻。利溫斯敦訪問了當地最有勢力的酋長賽馬蘭卜埃，渡過了盧薩卜南部的卡富埃河，又沿著贊比西河下行，訪問了土著王穆布魯馬，參觀了尊博城的廢墟，這廢墟是葡萄牙人的古城。
1856年3月2日，利溫斯敦醫生到達贊比西河下游的重鎮泰特。
這就是他探險的第二大工程的主要路程。
4月22日，利溫斯敦醫生離開了這座當年也是非常繁華的碼頭城市，向贊比西河右岸三角洲下行，5月20日到達出海口克利馬內港，至此，從他自開普敦出發到這時已經4年了，也就是從1852年6月3日至1856年5月20日。
7月12日，利溫斯敦醫生乘船前往模里西斯，爾後回到闊別16年的故鄉英國。
巴黎地理學會為利溫斯敦醫生頒發了獎金，倫敦地理學會也為他頒發了大獎章，舉行了盛大的招待會。
這位紅極一時的旅行家可以說擁有了他想有的一切。
換一個人也會覺得，該休息一下了。可大衛·利溫斯敦醫生卻不這麼想。
1858年3月1日，他帶著比丁費爾德上尉、奇爾克和梅勒爾醫生、託恩頓和柏恩斯先生以及利溫斯敦的弟弟查理·利溫斯頓，又出發去了南非。
5月份他們到了莫三比克海岸，他們要去考察贊比西河盆地的情況。
這次旅行，他們七個人沒有都能活著回來。
他們乘一艘名為「馬洛泊爾」的小汽艇沿贊比西河上行，於9月8日抵達泰特。
1859年1月他們考察了贊比西河赤勒河的下游和上游西岸一帶，4月考察了奇爾瓦湖，訪問了芒剛甲族聚居區，9月10日發現了尼亞薩湖然後沿贊比西河西上，於1860年8月9日回到維多利亞瀑布城。
1861年1月31日，英國天主教派駐南非的主教麥肯西率領他的幾個傳教士到達贊比西河海口。3月份利溫斯敦考察魯伍馬河，沿河上行，9月又回到了尼亞薩湖，在那兒他們一直住到10月底。
1862年1月30日，利溫斯敦夫人乘一艘叫作「尼亞薩夫人」號的汽船到達非洲。
以上就是利溫斯敦醫生這次新的探險旅途中，最初幾年的主要經過。
麥肯西主教和隨行人員中的一個傳教士已經由於當地惡劣的氣候而病故；4月27日，利溫斯敦夫人也在丈夫的懷抱中長眠了。
5月份，利溫斯敦第二次考察莫馬河。11月底他又回到贊比西河，再沿赤勒河上行，1863年4月同行的託恩頓先生病故，利溫斯敦醫生把他的兄弟查理·利溫斯敦和奇爾克醫生送回歐洲。
11月10日，他第三次考察尼亞薩湖，完成了這一地區的地形考察記錄。
三個月以後，他又回到贊比西河海口，經桑給巴爾，於1864年7月20日，回到了離別五載的倫敦，在倫敦發表了《贊比西河及其上游各支流考察記》。
1866年1月28日，利溫斯敦醫生重返桑給巴爾，開始了他第四次探險。
這次，他只帶了幾名腳伕和黑人夥計，他目睹了販賣黑奴給這一地區造成的恐怖，於8月8日到達了尼亞薩湖岸邊的馬卡洛傑鎮。
過了6周以後，他大部分隨行人員都逃回桑給巴爾去了，他們逃回去以後四處散播謠言，說利溫斯敦已經死了。
然而，這點打擊阻止不了利溫斯敦，他要考察從尼亞薩湖到坦噶尼克湖之間的這一地區。
12月10日，在土著嚮導的帶領下，他渡過了盧安爪河。
1867年4月2日，利溫斯敦醫生髮現了班韋烏盧湖。他在此地得了重病，幾經生死。8月30日，病情剛有好轉，他就趕到姆韋魯湖，考察這小湖北岸的情況。爾後回到卡申貝城，住了40天，在這段時間中，他又兩次到姆韋魯湖進行考察。
我們現在講起他的旅行過程來，似乎只是些日子和地名，可其中的艱辛簡直是無以言表的。利溫斯敦不愧是一個偉大的探險家！
他的身體虛弱到了極點，自1869年1月7日始，他再也不能動了，只好讓別人抬著走。
2月份到達坦噶尼喀湖的烏季季鎮，在那兒他得到了加爾哥答東印度公司寄給他的一些支援他探險旅行的物品。
當時，利溫斯敦醫生心裡只有一個念頭，就是要沿著坦噶尼喀湖北上，一直到尼羅湖的發源地或者是尼羅河盆地。
9月21日，他到達了邦巴勒鎮，這是有吃人肉的習俗的馬尼野馬部族聚居區的一個小鎮，然後他又到了盧阿拉巴河岸。
海軍上尉喀麥隆曾經懷疑這條河就是扎伊爾河，也即剛果河的上游，斯坦利發現盧阿拉巴河確實和扎伊爾河、剛果河是同一條河流。
利溫斯敦醫生在盧阿拉巴河東岸卡松戈以北的馬莫埃拉病了80天，身邊只有三個僕人。
1871年7月21日，他終於又動身前往坦噶尼喀湖，直到10月23日才到達烏季季鎮，這時他瘦得只剩一把骨頭了。
人們已經很長時間沒有他的訊息了。在歐洲，很多人懷疑他已不在世上。連他自己也曾絕望過，以為自己絕對不會得救了。
他回到烏季季鎮11天之後，11月3日，他聽見距湖岸四分之一英里的地方響起了槍聲，利溫斯敦趕到了槍響的地方。
他面前的是一個白人。
「利溫斯敦醫生，我沒猜錯吧？」
「是我。」醫生和善地著，摘下了帽子。
他們的手緊緊地握在了一起。
「感謝上帝，感謝上帝，我能在這兒遇見你！」
「非常榮幸，在此歡迎你的到來！」
這個白人不是別人，他就是美國人斯坦利，《紐約先驅報》的記者。他這是受報社經理班奈特先生所託，專門來非洲尋找大衛·利溫斯敦醫生的。
1870年10月，他果敢地從孟買上了船，來到了桑給巴爾。他幾乎完全是沿著斯帕克和伯爾吞走過的路線前進的，幾經磨難，數度生死，才到了烏季季鎮。
他們馬上成了好朋友，一起去考察了坦噶尼喀湖北部地區的情況。
他們坐船一直到麥加拉角，經過一次仔細考察以後，他們發現，這個大湖通向盧阿拉巴河的一條上游支流，就是它的溢洪道。這也是喀麥隆和斯坦利本人在幾年以後作出的肯定結論。
12月12日利溫斯敦醫生和他的朋友斯坦利，又回到了烏季季鎮。
12月27日，經8天航行，利溫斯頓和斯坦利到達了盧林巴，2月23日到達了庫伊哈拉。
3月12日是兩位旅行家分手的日子。
利溫斯敦醫生說：
「你已經完成前人極少能幹出來的事業。你取得的成就已經遠遠超過了很多大旅行家。
「十分感謝你，我的朋友，願上帝引導你前進，上帝保佑！」
斯坦利緊緊地握著利溫斯敦的手回答道：
「親愛的醫生，上帝保佑，你會安然無恙地回到我們中間。」
說罷，斯坦利鬆開手扭過了頭去，他不願意讓利溫斯敦醫生看到自己的眼淚。
「朋友，再見，親愛的！」斯坦利泣不成聲。
「再見！」利溫斯敦的聲音十分微弱。
斯坦利走了，1872年7月12日，他到達法國的馬賽。
利溫斯敦準備再次開始自己的旅行和考察。他在庫伊哈拉休養了5個月之後，於8月25日向坦噶尼喀湖南部進發。
跟隨他的有黑人僕人蘇齊·舒馬和阿莫達、佳科·溫瑞特，以及另外兩個僕人。斯坦利給了他56名土著護從，也跟著。
一個月以後，利溫斯敦的旅行小隊抵達姆拉，到姆拉的旅途中，因嚴重的乾旱而引起了風暴。
風暴結束，下起了大雨，土著人不肯幫忙，在舌蠅叮咬下，馬匹相繼病倒死亡。
1873年7月24日，到達齊屯庫艾。繼而向齊坦博村前進。
這就是黑奴販子們議論紛紛的利溫斯敦的行蹤，也就是阿菲斯和那個從烏季季鎮來的混血兒人販子所瞭解的情況。
他們估計利溫斯敦醫生，在考察過坦噶尼喀南部以後，就會穿過羅安達山區，去考察西部那些外人未至的地方。
再從那兒去安哥拉，考察販奴活動猖钁的地區，一直要到卡索塔，這條路線是既定的，利溫斯敦醫生不會改變。
也正是基於此，惠爾頓夫人希望這位偉大的探險家馬上就會到來。
現在是6月初，離利溫斯敦預定到達班韋烏魯湖南岸的時間，只有兩個多月了。
可是，6月13日，也就是尼古魯所定寫信期限到期的前一天，傳來了一個悲慘的訊息。
這個訊息使阿菲斯和所有的人販子欣喜若狂！
1873年5月1日，晨曦微露時分，利溫斯敦醫生逝世了！
4月29日，利溫斯敦是躺在一副擔架上被抬進班韋烏魯湖南岸的村莊齊坦博。
30日深夜，他在劇烈的疼痛中，斷斷續續地著：「啊！天哪！天哪！」
說完，他就昏死了過去。
一個小時後，他醒過來，呼喚僕人蘇齊，給他拿點藥來，然後有氣無力地說：
「好了，你去吧。」
凌晨4時，蘇齊和另外5個護從走進醫生的茅屋。
大衛·利溫斯敦雙手扶著床邊，跪著。額頭伏在兩隻手上，似乎是在祈禱，
蘇齊用手摸了一下醫生的額頭：已經冰涼了。
大衛·利溫斯敦死了！
9個月以後，他的幾位忠實的僕人，歷盡千辛萬苦，把他的屍體運到了桑給巴爾。
1874年4月12日，大衛·利溫斯敦醫生被隆重安葬在倫敦的威斯敏斯特教堂，這裡是安葬國王和受到英國人愛戴的偉大的國葬墓地。