Лангсдорф и молодой штурман Нестер Гаврилович Рубцов в качестве астронома перешли от Куябы на север через малозаметный водораздел к верховью р. Аринуса, который вывел их на Журуэну, та — на Тапажос, а по нему они спустились к Амазонке (1828 г.). Это было первое меридиональное пересечение западной части Бразильского плоскогорья европейскими учеными, преодолевшими около 20 порогов и водопадов, и первое исследование р. Тапажоса от одного из его истоков Аринуса до устья (около 2000 км).

На Тапажосе Лангсдорф заболел острой формой тропической малярии, вызвавшей неизлечимое психическое заболевание. Отряд вернулся в Рио-де-Жанейро через Белен, пройдя по рекам около 5 тыс. км. Лангсдорфа доставили в Германию, где он прожил еще более 20 лет. Рубцов, также болевший тропической малярией, смог обработать и опубликовать лишь часть материала, собранного экспедицией; три его рукописи пропали и до сих пор не найдены. И верхний бассейн Тапажоса оставался белым пятном до 1860 г.

Экспедиция исследовала природу и коренное население страны; собрала большие коллекции по зоологии и ботанике. Важное значение имеют материалы о культуре и языках индейцев Бразилии (гуана, апиака, бороро и др.).