Fontána mládí a pojmenování Floridy
Přestože španělská koruna ustoupila Ponce de Leónovým soupeřům, král Ferdinand ho chtěl odměnit za jeho věrné služby. V roce 1512 ho král vybídl, aby pokračoval v hledání nových zemí v naději, že najde ještě více zlata a rozšíří španělskou říši. V té době se Ponce de León dozvěděl o karibském ostrově Bimini, na němž se prý nachází zázračná voda, která je údajně „pramenem mládí“. Tato pověst byla známá na obou stranách Atlantiku a tvrdila, že pramen se nachází v rajské zahradě, která se podle mnohých nacházela v Asii (první Španělé věřili, že Amerika je Asie).
Ačkoli je honba za pramenem mládí často uváděna jako motivace jeho výpravy, Ponce de León dokázal uzavřít s korunou značně lukrativní dohodu o jejím uskutečnění. Měl mít výhradní práva a být prohlášen doživotním guvernérem všech zemí, na které narazí. Nápadné je, že v příkazech koruny nebyla žádná zmínka o prameni mládí a nedávné výzkumy ukazují, že taková výprava byla s jeho jménem spojována až po jeho smrti.
V březnu 1513 vedl Ponce de León na vlastní náklady výpravu tří lodí a více než 200 mužů z Portorika na Bimini. Za měsíc se se svými muži vylodil na východním pobřeží Floridy. Neuvědomil si, že se nachází na pevnině Severní Ameriky, a myslel si, že přistál na jiném ostrově. Oblast pojmenoval Florida (což znamená „květinová“) s odkazem na její bujnou květinovou vegetaci a proto, že ji objevil v době Velikonoc, kterým Španělé říkali Pascua Florida („svátek květin“).
Ačkoli je Ponce de León často považován za „objevitele“ Floridy, pouze přistál v oblasti, která byla již delší dobu obydlena lidmi. Navíc nebyl prvním Evropanem, který tuto oblast prozkoumal. Španělské výpravy již léta předtím pravidelně podnikaly nájezdy na Bahamy a existují důkazy, že některé z nich se dostaly až na východní pobřeží Floridy.
Po návratu do Portorika později téhož roku našel Ponce de León ostrov v chaosu. Sousední kmen Karibů vypálil osadu do základů a zabil několik Španělů. Jeho vlastní dům byl zničen a jeho rodina jen o vlásek unikla smrti.
Další výboje a smrt
V roce 1514 se Ponce de León vrátil do Španělska, kde podal zprávu o svých objevech, byl jmenován vojenským guvernérem Bimini a Floridy a získal povolení ke kolonizaci těchto oblastí. Španělská koruna mu také nařídila, aby zorganizoval malou armádu k potlačení povstání domorodců na Portoriku, které pokračovalo v době jeho nepřítomnosti. V květnu 1515 opustil Španělsko s malou flotilou. Historické zprávy o jeho střetech s Kariby na Portoriku jsou nejasné, ale zdá se, že došlo k řadě vojenských střetnutí bez jasného výsledku. Ponce de León nakonec přerušil nepřátelství, když se dozvěděl, že jeho hlavní podporovatel, král Ferdinand, ve Španělsku zemřel, a rychle se vrátil, aby chránil své nároky a tituly. Zůstal tam dva roky, než konečně získal ujištění, že jeho finanční impérium je v bezpečí, a vrátil se do Portorika.