Стюарт предпринял третью попытку пересечь Австралию 25 октября 1861 года. Эта экспедиция была названа Великой Северной Экспедицией. Группа была: Джон Макдуолл Стюарт, Уильям Дартон Кеквик, Френсис Уильям Тринг, Уильям Патрик Олд, Стивен Кинг-младший, Джон Уильям Бильятт, Джеймс Фрев-младший, Хит Нэш, Джон Вудфорд, Джон МакГоррери и Фредерик Джордж Уотерхаус.
МакГорри был кузнецом, который мог починить обувь на 78 лошадях группы. Уотерхаус был натуралистом, который мог вести научные записи своих открытий. Стюарт получил травму, когда лошадь встала на правую руку и оставалась сзади в течение месяца, чтобы восстановиться. Он узнал о смерти Берка и Уиллса в Купер-Крик.
Группа покинула Чамберс-Крик 8 января 1862 года, двигаясь быстро, преодолевая расстояние от 30 до 50 километров в день. Быстрый темп означал, что за первые три недели погибло восемь лошадей, а Вудфорд уехал и вернулся обратно. Стюарт оставил часть припасов и сократил количество пищи, которое было разрешено съесть каждому человеку. На горе Хэй (Mount Hay) в центральной части Австралии на них снова напали воины-аборигены, но оружие группы не подходило, и некоторые из них, возможно, были убиты.
Через три месяца они добрались до Ньюкасла Уотерс, а затем отдохнули неделю. Стюарт провел следующие пять недель в поисках воды. В конце концов, он нашел ряд водопоев, ручьев и рек, что означало, что вся группа смогла продолжить поиски на севере. Он перестал пытаться добраться до реки Виктория. Когда они добрались до реки Ропер, которая была исследована Людвигом Лейхардтом в 1845 году, он знал, что может легко пойти на запад в залив Карпентарии, но вместо этого решил продолжить на север. Позже Олд сказал, что "...комары и мухи были ужасны". Наши руки, ноги и шеи были поражены их укусами". Они пересекли Землю Арнема и прошли вдоль края того, что сейчас является Национальным парком Какаду. Он следовал по реке Аделаиде, но когда земля стала слишком мягкой и грязной, они пошли дальше на север, к реке Мэри, и в конце концов добрались до моря.
Они прибыли в залив Ван Дименса 24 июля 1862 года. На высокой ветке дерева они подняли флаг "Юнион Джек" с вышитым на нем именем Стюарта, сделанный дочерью Палаты, Элизабет. Дерево с дерева, которое с тех пор было уничтожено, находится в коллекции Королевского географического общества Южной Австралии (Royal Geographic Society of South Australia). Затем группе пришлось проехать 3400 км (2113 миль) обратно в Аделаиду. Еды становилось все меньше, а жаркая погода означала, что воды было мало. Многие лошади погибли, и Стюарт снова был вынужден оставить снаряжение. Уотерхаус был вынужден оставить все тщательно собранные им растения и животных. Мужчины были очень голодны и даже стреляли и ели динго. Стюарт был в плохом состоянии здоровья и ослеп. Он не мог говорить несколько дней, и мужчины думали, что он умрет. Он не мог ездить верхом на своей лошади, и они сделали кровать с длинными палками и одеялами, которые можно было переносить между двумя лошадьми. По этому методу Стюарта пронесли на 960 км (597 миль). После пересечения хребта Макдоннелл они обнаружили, что выпал дождь, и там было много травы. Достигнув оседлых районов, Стюарт узнал, что его друг и напарник, Джеймс Чемберс, умер. Он оставил Кеквика во главе группы и пошёл дальше с Олдом. Они сели в поезд в Капунде и прибыли в Аделаиду 17 декабря 1862 года.
Стюарту и его группе был оказан специальный прием в Аделаиде 16 января 1863 года. Они были одеты в свои старые одежды и поехали в город как герои. В этот же день Берк и Уиллс были похоронены в Мельбурне после провала их экспедиции.