不久，斯坦利要回國了，他勸利文斯敦一同回去。但利文斯敦說：“我的工作尚未完成，我現在不能回去。”
他以此理由執念不肯一同回國。
斯坦利心中仍舊掛念著利文斯敦的健康，但是不得已隻能先行離去。他回到英國後，發表了見到利文斯敦的新聞，同時呼籲援助利文斯敦，但是不知為何，英國人始終對斯坦利的報道半信半疑。
“斯坦利說他見到利文斯敦根本是騙人的。”有人這樣認為。這都是因為其他的報紙嫉妒《紐約日報》，所以才在報紙上大肆抨擊，使人們不敢相信斯坦利的報道。
斯坦利回國後，利文斯敦的身體情況又變得跟以前一樣了。但是隻要他的身體稍能活動，他便靜不下來。
利文斯敦帶著補給和挑夫，於1872年8月25日轉向南行，前往班韋烏盧湖，他認為尼羅河的發源地可能就在那些沼澤之中。
而後10個月，他蹣跚而行，受著痢疾的折磨，大量失血，被人用擔架抬著走，但他那獻身的熱情依然沒有稍減。
在這種艱苦的旅途中，唯一能夠慰藉他的，還是大自然的景色。每當利文斯敦進入森林之後，他就對鳥、昆蟲以及各種植物做一番仔細的研究。經過河穀時，他又會對水流、水深、魚類等加以觀察研究。
利文斯敦看到鳥巢，也往往會靜靜地守候在一旁觀察。
織布鳥是一種隻有在非洲東南部才看得到的鳥類，這種鳥十分寵愛自己的幼鳥，雖然幼鳥己長出翅膀可以飛翔，但母鳥仍會尋找食物喂養幼鳥。到了晚上，母鳥又擔心小鳥受涼，總會好幾隻聚集在一起取暖，此種情況看起來就好像一團毛線放在樹枝上，很有意思。
非洲也有很多鶺鴒鳥，它們最喜歡做巢，經常將雛鳥帶出巢後，再重新做一個。它們喜歡吃蒼蠅，能巧妙地捕捉到正在飛著的蒼蠅。利文斯敦喂它們麵包屑時，它們會毫不害怕地飛到他身邊取食，甚至還敢停留在他的手掌上。鶺鴒鳥也像金絲雀一樣，有著美妙的歌喉。