1480年，麦哲伦出生于葡萄牙北部波尔图一个破落的骑士家庭里，属于四级贵族子弟。他10岁时进王宫服役，随国王约翰二世和王后游历全国各地。16岁进入国家航海事务厅。年轻时对航海就十分神往。
他在东南亚参与殖民战争时了解到，香料群岛东面，还是一片大海。而且，他的朋友占星学家法力罗亦计算出香料群岛的位置。他猜测，大海以东就是美洲，并坚信地球是圆的。于是，他便有了做一次环球航行的打算。
1511年12月他做了一次侦察航行。33岁时，麦哲伦回到了家乡葡萄牙。他向葡萄牙国王曼努埃尔申请组织船队去探险，进行一次环球航行。可是，国王没有答应，因为国王认为东方贸易已经得到有效的控制，没有必要再去开辟新航道了。1518年3月，西班牙国王查理五世接见了麦哲伦，麦哲伦再次提出了航海的请求，并献给了国王一个自制的精致的彩色地球仪。国王很快就答应了他。不久，在国王的指令下，麦哲伦组织了一支船队准备出航。
1519年9月20日，麦哲伦率领由5条船和270名水手组成的船队出发了。船队在大西洋中航行了70天，11月29日到达巴西海岸。由于这里是葡萄牙的领地，所以麦哲伦告诫船员们一定要小心，不要被葡萄牙人发现。因为在1494年双方签订的《托尔德西里亚斯条约》中规定，任何一方都不得进入和占领对方的领土。第二年1月10日，船队来到了一个无边无际的大海湾。船员们以为到了美洲的尽头，可以顺利进入新的大洋，但是经过实地调查，那只不过是一个河口，即现在乌拉圭的拉普拉塔河河口。
3月底，南美进入隆冬季节，于是他率船队驶入圣胡安港准备过冬。由于天气寒冷，粮食短缺，船员情绪十分颓丧。船员内部发生叛乱，三个船长联合反对麦哲伦，不服从他的指挥，还责令麦哲伦去跟他们三人谈判。麦哲伦便派人假意去送一封同意谈判的信，并趁机刺杀了叛乱的船长官员。
不久，麦哲伦在圣胡安港发现了大量的海鸟、鱼类还有淡水，饮食问题终于得到解决。麦哲伦还发现附近有当地的原住居民，这些人体格高大，身披兽皮，他们把湿润的兽皮套在脚上，上至膝盖，当做鞋子。雨雪天就在外面再套一双大皮靴。麦哲伦把他们称为“大脚人”，并逮捕了两个“大脚人”，给他们戴上脚镣手铐关在船舱里，作为献给西班牙国王的礼物。
穿越美洲
1520年8月底，船队驶出圣胡安港，沿大西洋海岸继续南航，准备寻找通往“南海”的海峡。经过3天的航行，他们在南纬52°的地方发现了一个海湾。麦哲伦派2艘船只前去探察，希望查明通向“南海”的水道。当夜不巧遇到了一场风暴，狂飙呼啸，巨浪滔天，派往的船只随时都会有撞上悬崖峭壁而沉没的危险，如此紧急情况，船员竟在海上坚持了2天。就是在这天气险恶的2天里，他们找到了一条通往“南海”的峡道，这就是后来我们所知道的麦哲伦海峡。
麦哲伦率领船队沿麦哲伦海峡航行。峡道弯弯曲曲，时宽时窄，两岸山峰耸立，奇幻莫测。海峡两岸的土著居民喜欢燃烧篝火，白日蓝烟缕缕，夜晚一片通明，好像专门为麦哲伦的到来而安排的仪仗队。麦哲伦高兴极了，他在夜里见到陆地上火光点点，便把海峡南岸的这块陆地命名为“火地”，这就是今日智利的火地岛。经过20多天艰苦迂回的航行，麦哲伦一行终于到达海峡的西口。走出了海峡，眼前顿时呈现出一片风平浪静、浩瀚无际的“南海”。
进入太平洋
历经100多天的航行，一直没有遭遇狂风大浪，麦哲伦的心情从来没有这样轻松过，好像上帝帮了他大忙。他就给“南海”起了个吉祥的名字，叫“太平洋”。在这辽阔的太平洋上，看不见陆地，遇不到岛屿，食品成为最大的难题。在这100多个日日夜夜里，他们没有吃到一点新鲜食物，酒早已被喝光，只有面包干充饥，后来连面包干也吃完了，只能吃点生了虫的饼干碎屑，尽管这种食物散发出像老鼠屎一样的臭气。船舱里的淡水也越来越浅，最后只能喝带有臭味的变质黄水。为了活命，连盖在船桁上的牛皮也被充作食物，由于日晒、风吹、雨淋，牛皮硬得像石头一样，要放在海水里浸泡四五天，再放在炭火上，烤好久才能食用。有时，他们还吃木头的锯末粉。1521年3月，船队终于发现3个有居民的海岛，这些小岛是马里亚纳群岛中的一些岛屿，岛上土著人皮肤黝黑，身材高大，他们赤身裸体，头上戴着棕榈叶编成的帽子。热心的岛民们给他们送来了粮食、水果和蔬菜。在惊奇之余，船员们对居民们的热情，无不感到由衷的感激。但由于土人们从未见到过如此壮观的船队，对船上的任何东西都表现出新奇感，于是从船上搬走了一些物品。船员们发觉后，便大声叫嚷起来，把他们当做强盗，还把这个岛屿改名为“强盗岛”。当这些岛民偷走系在船尾的一只救生小艇后，麦哲伦生气极了，他带领一队武装人员登上海岸，开枪打死了7个土著人，放火烧毁了几十间茅屋和几十条小船。这在麦哲伦的航行日记上留下很不光彩的一页。
而后，船队再往西行，来到现今的菲律宾群岛。此时，麦哲伦和他的同伴们终于首次完成横渡太平洋的壮举，证实了美洲与亚洲之间存在着一片辽阔的水域，而且这片水域要比大西洋宽阔得多。
麦哲伦首次横渡太平洋，这一壮举是地理学和航海史上的一场革命。它证明地球表面大部分地区不是陆地，而是海洋；世界各地的海洋不是相互隔离的，而是一个统一的完整水域。这为后人的航海事业起到了开路先锋的作用。
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