Las dos naves se separaron poco después de cruzar el estrecho de Magallanes, Carteret descubrió las islas Pitcairn y las islas Carteret, que fueron nombradas posteriormente en su honor.
En 1767, también descubrió un nuevo archipiélago dentro del canal Saint George, entre las islas de Nueva Irlanda y Nueva Bretaña (en la actual Papua Nueva Guinea) y las nombró islas del duque de York,[2] así como redescurió las islas Salomón, primero avistadas por el español Álvaro de Mendaña en 1568,[3] y las islas de Juan Fernández, descubiertas por Juan Fernández en 1574.
Recibiendo media paga, hizo la petición de aumento de media paga que se daba a muchos oficiales, pero no a Carteret.
Mientras tanto, en 1773, publicó un relato del viaje como parte de An Account of the Voyages undertaken by Byron, Wallis, Carteret and Cook [Un relato de los viajes realizados por Byron, Wallis, Carteret y Cook], pero en el que el editor del volumen, John Hawkesworth, hizo cambios por su cuenta y así Carteret produjo una versión suya (que, sin embargo, sólo fue publicado en 1965 por la Hakluyt Society).
Todas sus peticiones para una nueva nave no tuvieron éxito y sufrió un derrame cerebral en 1792, retirándose a Southampton en 1794 con el grado de contralmirante.