La fuente de la juventud y el nombre de Florida
Aunque la corona española había cedido algo de terreno a los rivales de Ponce de León, el rey Fernando quiso recompensarle por sus leales servicios. En 1512, el rey le animó a seguir buscando nuevas tierras, con la esperanza de encontrar aún más oro y expandir el imperio español. Por esa época, Ponce de León se enteró de la existencia de una isla caribeña llamada Bimini, en la que se rumoreaba que había aguas milagrosas que supuestamente eran una «fuente de la juventud». La fábula era conocida a ambos lados del Atlántico, alegando que el manantial estaba en el Jardín del Edén, que muchos creían situado en Asia (los primeros españoles creían que América era Asia).
Aunque la búsqueda de la fuente de la juventud se cita a menudo como la fuerza motivadora de su expedición, Ponce de León pudo llegar a un acuerdo sustancialmente lucrativo con la corona para montarla. Tendría derechos exclusivos y sería declarado gobernador de por vida de las tierras que encontrara. Llamativamente, en las órdenes de la corona no se mencionaba una fuente de la juventud, y las investigaciones recientes muestran que tal búsqueda sólo se asoció a su nombre después de su muerte.
En marzo de 1513, Ponce de León dirigió una expedición, a sus expensas, de tres barcos y más de 200 hombres a Bimini desde Puerto Rico. En un mes, él y sus hombres desembarcaron en la costa este de Florida. Al no darse cuenta de que estaba en tierra firme de Norteamérica, pensó que había desembarcado en otra isla. Llamó a la región Florida (que significa «florido»), en referencia a su exuberante vegetación floral y porque la descubrió en la época de Pascua, a la que los españoles se referían como Pascua Florida («fiesta de las flores»).
Aunque a menudo se le atribuye el «descubrimiento» de Florida, Ponce de León se limitó a desembarcar en una zona habitada desde hacía mucho tiempo. Además, no fue el primer europeo en explorar la zona. Las expediciones españolas habían hecho incursiones regulares en las Bahamas durante años antes, y hay pruebas de que algunas llegaron hasta la costa este de Florida.
Al regresar a Puerto Rico ese mismo año, Ponce de León encontró la isla sumida en el caos. Una tribu vecina de caribes había quemado el asentamiento hasta los cimientos y había matado a varios españoles. Su propia casa fue destruida y su familia escapó por poco de la muerte.
Más hazañas y muerte
En 1514, Ponce de León regresó a España, donde informó de sus descubrimientos y fue nombrado gobernador militar de Bimini y Florida, consiguiendo el permiso para colonizar esas regiones. La corona española también le ordenó que organizara un pequeño ejército para someter un levantamiento indígena en Puerto Rico que había continuado en su ausencia. Salió de España con una pequeña flota en mayo de 1515. Los relatos históricos de sus encuentros con los caribes en Puerto Rico son vagos, pero parece que hubo una serie de enfrentamientos militares sin un resultado claro. Ponce de León acabó rompiendo las hostilidades al enterarse de que su principal partidario, el rey Fernando, había muerto en España, y regresó rápidamente para proteger sus reclamaciones y títulos. Permaneció allí durante dos años, hasta que finalmente recibió garantías de que su imperio financiero estaba asegurado y regresó a Puerto Rico.