Ngày 1 tháng 8 năm 1721 ông bắt đầu ra đi thực hiện chuyến thám hiểm của mình, phục vụ cho Công ty Tây Ấn Hà Lan, để tìm kiếm Terra Australis. Nó gồm ba tàu, các Arend, các Thienhoven, và Afrikaansche Galey.

Roggeveen đầu tiên khởi hành đi xuống quần đảo Falkland (mà ông đổi tên thành "Belgia Australis"), đi qua các eo biển Le Maire và tiếp tục vượt ra ngoài về phía nam tới 60 độ về phía nam để vào Thái Bình Dương. Ông đã đổ bộ gần Valdivia, Chile. Ông đến thăm quần đảo Juan Fernández, nơi ông đã trải qua ngày 24 tháng 1 - 17 tháng 3. Các cuộc thám hiểm sau này thấy Đảo Phục Sinh (Rapa Nui) trong ngày Lễ Phục Sinh, Chúa nhật ngày 5 tháng 4 năm 1722 (nơi ông báo cáo nhìn thấy 2.000-3.000 người). Ông sau đó đi thuyền đến Batavia bằng cách quần đảo Tuamotu, quần đảo Society, và Samoa. Ở đó, ông đã bị bắt vì ông đã vi phạm sự độc quyền của Công ty Đông Ấn Hà Lan, nhưng Công ty này sau đó buộc phải thả ông, để đền bù cho ông về vụ rắc rối, và phải trả phi hành đoàn của mình. Năm 1723, Roggeveen trở về Hà Lan.

Sau khi trở về Roggeveen, ông đã phát hành phần 4 của De val van 's werelds afgod.