[2]​ Después de descansar unos días y abastecerse de provisiones, siguieron su expedición hacia el norte y descubrieron el río de Dos Bocas al que le pusieron así por «desagüar al mar por dos bocas» luego descubrieron una población india llamada Ayagualulco (Ahualulco) en donde «sus habitantes portaban rodelas hechas con concha de tortugas, que brillaban con el sol y le pusimos por nombre "La Rambla", y así esta en las cartas de marear...».

[3]​ después descubrieron el río Tonalá al que bautizaron con el nombre de Santo Antón, «por ser su descubridor»[3]​ y finalmente recalaron en Veracruz.

Durante el viaje de exploración por las costas mexicanas del golfo de México, en Tabasco tuvieron noticias del imperio azteca, gobernado por Moctezuma II, ya que los nativos Maya-Chontales le informaron a Grijalva de que "hacia donde se pone el sol, en "Culúa" y "México" existe un imperio muy poderoso y rico en oro",[4]​ sin embargo, llevaban más de cinco meses de viaje y las provisiones escaseaban, por lo que Grijalva decidió regresar a Cuba.

Cortés envió como pruebas los «rescates» obtenidos por él mismo, así como sus Cartas de relación.

Sin embargo la guarnición había sido atacada por el pueblo huasteco y los expedicionarios se habían reunido con las fuerzas de Hernán Cortés en la Villa Rica de la Vera Cruz.

Garay logró un acuerdo con Cortés en la Navidad de 1523, pero falleció intempestivamente por neumonía.

Mientras esto sucedía en Veracruz, Grijalva y otros capitanes se amotinaron contra el hijo de Garay, hostigaron a la población nativa provocando una sublevación indígena.