哈德遜在冰島補充了物資後，率部西行，到達格陵蘭島東海岸，然後向南繞過格陵蘭島南部，準備沿島的西岸向北航行時，遇到了濃重的海霧，他們不得不就地停泊。待太陽驅散濃霧後，哈德遜發現前面是一片廣闊的大海。他以為找到了去往太平洋的西北航道，頓時欣喜若狂，趕緊帶著船員向北航行。
其實，哈德遜看見的大海是位於格陵蘭島、拉布拉多半島之間的拉布拉多海。它南北長約1200公里，東西寬約1100公里，面積達140萬平方公里。
哈德遜在拉布拉多海航行了一陣子後，海風將他們吹進了一個海峽。哈德遜對這個海峽進行考察後，發現它呈東南—西北走向，長約750公里，寬在140—250公里之間。哈德遜將這個海峽以自己的名字命名為“哈德遜海峽”。
過了哈德遜海峽後，他們又進入了一片大海。儘管此時已是盛夏，但海上還不時有漂浮的冰塊。哈德遜帶領船員小心翼翼地對這片大海進行考察後，發現這是一個海灣，它南北長約1380公里，東西寬約960公里，面積約82萬平方公里，海灣沿岸居住著以漁獵為生的因紐特人。
哈德遜考察到海灣南部時，又發現了一個小海灣，這個海灣長約440公里，寬約220公里。待他們準備離開這個小海灣時，已是十月，海綿上結了厚厚的冰，他們被迫上岸過冬。
哈德遜將大海灣又以自己的名字命名為“哈德遜灣”，將小海灣以自己乘坐的“發現號”艦船艦長詹姆斯（James）的名字命名為“詹姆斯灣”。
來年開春後，海面上的浮冰逐漸消散，哈德遜準備繼續探索該地區，但船員們在被困詹姆斯灣時，對這裡的惡劣環境感到十分害怕，都提出要回家。哈德遜堅持要繼續探險，船員們就發動了兵變，將哈德遜、哈德遜的兒子及幾名生病的船員放逐到了一艘小船上後，自行離開了哈德遜灣。此後，再也沒有了哈德遜的任何訊息，或許船翻後淹死了，或許被土著人逮住後殺死了。
萬曆四十年（1612年），第一批英國殖民者在托馬斯·巴頓（ThomasBarton）的率領下，來到了哈德遜灣西南部的納爾遜河（Nelson）河口建立了殖民點。
納爾遜河源出哈德遜灣西南510公里的溫尼伯湖（LakeWinnipeg），自源頭流出後，一直向東北流，直至流入哈德遜灣，全長約600公里，全線可以通航，其中海輪可通航200公里，沿河有豐富的鎳礦資源。
萬曆四十四年（1616年），英國人威廉·巴芬（WilliamBaffin）進入拉布拉多海後，發現了格陵蘭島西部有個大島，他將這個大島以自己的名字命名為“巴芬島（BaffinIsland）”，將格陵蘭島、巴芬島之間的海灣命名為“巴芬灣”，然後繞島航行，進入了哈德遜灣。巴芬將哈德遜灣北部、巴芬島西南部的那片海域稱為“西北通道（NorthwestPassage）”。
萬曆四十七年（1619年），第二批英國殖民者在切斯特菲爾德（Chesterfield）的率領下，來到了哈德遜灣西北部的塞隆河（ThelonRiver）河口，將登陸處的海灣命名為“切斯特菲爾德灣（ChesterfieldInlet）”。
塞隆河發源於大奴湖東部的懷特菲什湖（WhitefishLake）湖群，該湖群有數萬個大大小小的湖泊組成，大型湖泊除了懷特菲什湖外，還有加德湖（GardeLake）、林克斯湖（LynxLake）、霍華德湖（HowardLake）等。塞隆湖自源頭流出後，先向東北流，流經霍頓湖（WhartonLake）、馬喬裡湖（MarjorieLake）、阿伯丁湖（AberdeenLake）、舒爾茨湖（SchultzLake）後，折向東南流，流經貝克湖（BakerLake）後，注入哈德遜灣，全長約900公里。塞隆湖地區居住著因紐特人，以漁獵為生。塞隆湖流域不僅有豐富的野生動物，如馴鹿、麝牛、海狸、水貂、鮭魚等，還有豐富的黃金資源（注：今在貝克湖北岸有“貝克萊克金礦”，在貝克湖的克里斯托弗島有金鈾礦，在貝克湖北70公里的蒂希克湖西岸有“梅多班克金礦”）。
崇禎四年（1631年），英國人盧克·福克斯（LuckFoxes）也進入了“西北通道”探險，他將巴芬發現的位於哈德遜灣北部、西北通道南部的大島命名為“南安普敦島（SouthamptonIsland）”。
南安普敦島呈三角形，最長邊長約340公里，最寬處約355公里，面積約4.1萬平方公里，島上最高點海拔約625米，島上居住著因紐特人，以漁獵為生。
福克斯進入“西北通道”後，對四周地形進行考察，發現有個地圖上沒有標註的大島，他將這個大島以自己的名字命名為“福克斯島”。
福克斯島南北長約130公里，東西寬約96公里，面積約9520平方公里，島上最高點海拔僅73米，島上到處是湖泊、冰川，因紐特人將該島稱為“安馬魯克圖克島（Ammaluqtuq）”。
福克斯回英國後，英國人認為該島應是由巴芬首先發現的，並不認可“福克斯島”的島名，因此英國出版的地圖上至今沒有標註該島（注：歷史上，1948年，加拿大飛行員阿爾伯特·厄內斯特·湯姆金森（AlbertErnestTomkinson）駕駛轟炸機飛臨該島時，發現航行圖上沒有該島的名字，因當年正好查爾斯王子出生，於是將該島命名為“查爾斯王子島（PrinceCharlesIsland）”）。
崇禎五年（1632年），英國人來到了哈德遜灣南部詹姆斯灣的穆斯河（MooseRiver）河口建立了殖民點。
穆斯河，由源頭馬特加米河（MattagamiRiver，長420公里）、米西奈比河（MissinaibiRiver，長426公里）匯流而成，在下游又接納了支流阿伯蒂比河（AbitibiRiver）後，注入詹姆斯灣，幹流全長約100公里。穆斯河流域除了有豐富的野生動物外，還有豐富的森林資源、礦產資源，如金、銀、銅、鐵、鎳、鉻等。
英國人佔據哈德遜灣地區後，從沿岸獲取了源源不斷的皮毛資源。