Realizó dicha visitación desde su llegada a América en 1544, hasta su partida en 1547, y en ella se le otorgaban poderes adicionales propios de un juez de residencia.
Su visitación se conoce especialmente por la implementación de las Leyes Nuevas, la prohibición de la esclavitud a los indios, y el evitar en la Nueva España una rebelión como la que ocurrió en el Perú con la implementación de dichas leyes.
Se le prohibió presentar sus informes ante el Consejo de Indias, y entre 1550 y 1555 se presentaron fallos prohibiéndole presentar casos contra el virrey y otros miembros de la poderosa Casa de Mendoza.
Asimismo, formó parte del séquito que acompañó al príncipe de Asturias, futuro Felipe II, al Reino de Aragón en 1552.
En 1564, el rey Felipe II lo promovió nuevamente a la presidencia del Consejo de Indias, encargándole una reforma radical del gobierno de las Indias.
Benefició las obras de su catedral, obteniendo importantes exenciones fiscales que consiguió por su influencia personal.