V. 1858 hän yhden valkoisen ja yhden maanasukkaan keralla lähti ensimmäiselle itsenäiselle retkelleen tutkiakseen Torrens- ja Eyre-järvien seutuja. Näitä suolajärviä oli pidetty samana suurena vesistönä, joka sirpin muotoisena kapeana koukerona ulottui kauas maan sisään ja eteläpäästään suon kautta purki vettä valtamereen, Spencer-lahteen. Tämä erehdys, joka näkyy kaikissa vanhemmissa kartoissakin, johtui omituisesta harhanäöstä. Kun Eyre v. 1840 tarkasteli seutua »Pettymyksen vuorelta» Torrens-järven itärannalta, näytti molempien järvien välinen seutu hänestä vedenpinnalta; todellisuudessa maata peitti vain suolakuori, joka kauas hohti kuin järven pinta. Vasta kahdeksantoista vuoden kuluttua kaksi matkustajaa, jotka retkeilivät näillä mailla samaan aikaan kuin Stuart, huomasi ja korjasi tämän erehdyksen ja Stuart saattoi vielä täydentää heidän havaintojaan. Hän saattoi palatessaan ilmoittaa, että nämä Austraalian osat sentään olivat vähän parempia kuin maineensa, sillä toisin paikoin oli hyviä laidunmaita ja Eyre-järven länsi- ja eteläpuolella oli kiehkura suolattomia lähteitä.
Maaliskuussa v. 1860 Stuart eräitten ystäväin avulla saattoi lähteä uudelle retkelle, paljon vaativampi tehtävä matkansa määränä. Etelä-Austraalian hallitus oli luvannut 250,000 markan palkinnon sille, joka ensimmäiseksi kulkisi Austraalian poikki etelästä pohjoiseen, ja Adelaide oli määrätty lähtökohdaksi. Tämän palkinnon ja maineen retkeilijä nyt aikoi valloittaa.
Mac Donnell-vuoristo.
Matka piti taas aluksi Torrens- ja Eyre-järville, joiden takaa löytyi miellyttävä ja hedelmällinen maa — Austraalian arojen ulkomuoto melkoisesti vaihtelee vuosien mukaan — ja jokiuomia edelleen Mac Donnell-vuoristoon, joka kauriin käännepiirin vaiheilla ja sen suunnassa halkaisee Austraalian keskustan kahtia.
"Chambersin pylväs".
Mac Donnell-vuoriston eteläliepeiltä hän löysi luonnonmuodostuksen, »Chambersin pylvään», joka on laatuaan maailman omituisimpia. Se on 51 metriä korkea, tyvestä vain kuutta metriä leveä ja kolmea paksu hietakivipatsas, jonka lakea kovempi kerros raudan sekaista hietakiveä on säilyttänyt, niin että se on rapautunut pystysuorin seinämin. Pylväs seisoo kummulla, joka on kolmisenkymmentä metriä ympäristöään korkeammalla. Se todistaa, että koko lakeus on ennen ollut yhtä korkeata kuin tämä patsas. Hietakivipeite on kuitenkin aikain kuluessa rapautunut pois ja vain patsas jäänyt jäljelle.
Ayerin kallio.
Samanlainen jäännös on valtava »Ayerin kallio», joka on kauempana lounaassa hietaerämaissa ja jonka myöhemmät tutkijat löysivät.
Kun Chambersin pylväältä kuljettiin eteenpäin, oli ensin hiekkaista maata, joka ei kuitenkaan ollut aivan karua. Sangen pian sen jälkeen, kuin Stuartin retkien tulokset olivat tulleet tunnetuiksi, anastivat siirtolaiset sen karjoilleen ja laumoilleen.
Austraalian keskusta.