De su estancia en las Molucas regresó con una hija que entregó a su hermano en adopción.

Urdaneta seleccionó cuidadosamente a la tripulación para conseguir cohesión social y evitar motines.

Incluyó un 33 % de guipuzcoanos elegidos en la Nueva España y que ya se conocían.

[5]​ En un informe al virrey precisó que: Seleccionó, entre otros, habichuelas, ananás y cocos, para evitar el escorbuto durante la larga duración del viaje.

La ruta de vuelta desde las Filipinas por el Oeste era estratégicamente muy importante, pues permitiría a la Nueva España el comercio con el Este de Asia sin navegar por aguas controladas por los portugueses en las Molucas, India y África.

Ascendió hasta el paralelo 40, donde encontró la corriente de Kuro Siwo, que les llevó por el océano Pacífico hasta el cabo Mendocino en California, siendo bautizado así dicho cabo por el propio Urdaneta en honor al virrey Antonio de Mendoza.

Desde allí, costearon rumbo sur hasta Acapulco, Nueva España a donde llegó el 8 de octubre, tras haber recorrido 7644 millas náuticas (14 157 km) en 130 días, a una media de 59 millas náuticas (109 km) por día.

Los fundadores del Instituto Geográfico Vasco (INGEBA) (Euskera: Euskal Geografi Elkargoa) escogieron su nombre para acompañar a la denominación de la entidad.