В письме Адине Турно он так описывает свое пребывание в Южной Америке: «Посетил Рио-де-Жанейро, осмотрел провинцию Сан-Паулу… затем выплыл на Ла-Плату, заглянул в Монтевидео и высадился в Буэнос-Айресе. Пересек Аргентинскую республику вширь через Кордову и Мендосу, исследовал районы, богатые минералами, перевалил через Кордильеры, или Анды, и из Сант-Яго в Чили отправился на север в Кокимбо, затем на юг в Консепсьон. В Вальпараисо сел на корабль для исследования побережья Тихого океана – посетил Лиму, Гуаякиль, Пунтаренас, Сан-Сальвадор, Акапулько, Сан-Блас, Масатлан и Гуаймас; обследовал Калифорнийский залив и полуостров на север до самого Ависпо; затем посетил важнейшие прииски, вернулся в Тепик-Жалиско, а потом проехал в Сан-Блас, чтобы сесть на корабль до Чили. Попав обратно в Вальпараисо, немедленно его покинул, чтобы отправиться на острова Океании. Побывал поочередно на Маркизских и Гавайских островах, остановился на Таити, оттуда поплыл к Новой Зеландии и с нее к Новому Южному Уэльсу, куда прибыл четыре дня назад. Во время этих путешествий, которые тебе перечислил, я шесть раз пересек экватор…»
Стшелецкий был первым европейским натуралистом, изучавшим природу Нижней Калифорнии.
В апреле 1839 года польский путешественник прибыл на корабле в австралийский порт Сидней и на следующий день добился аудиенции у губернатора. На приеме у губернатора Стшелецкий познакомился с человеком, еще при жизни вошедшим в историю цивилизации Нового Южного Уэльса. Его звали Мак-Артур.
В конце 1839 года, исследуя Голубые горы, в долине Клейуд в окрестностях Батерста Стшелецкий обнаружил признаки золота. Он полагал, что золотоносные формации широко развиты в горных районах юго-восточной Австралии. Исследователь подготовил к печати сообщение о своих гипотезах и открытиях. Но сначала он сообщил о своем открытии губернатору Гиппсу. В губернаторском дворце состоялся разговор, в результате которого на 11 лет австралийские золотые россыпи были засекречены. Губернатор опасался, как бы неожиданное известие о золотых россыпях не вызвало в Австралии беспорядков, и обязал Стшелецкого не сообщать об этом открытии. В то же время он просил составить соответствующий отчет, который вместе со своим рапортом выслал в Лондон. Путешественник сдержал свои обязательства и в своем труде об Австралии, изданном в 1845 году в Лондоне, ни словом не упомянул о золотоносном песке.
Запрет Гиппса не слишком обескуражил Стшелецкого, и в декабре 1839 года он разработал план путешествия по маршруту Сидней – Австралийские Альпы – Порт-Филлип.
В начале 1840 года Стшелецкий покинул Сидней и вместе с Джемсом Мак-Артуром направился на юго-запад.
Экспедиция с трудом продвигалась через «бездонные ущелья, глубокие долины и страшные пропасти», спуск в которые, как писал Стшелецкий, был сопряжен с большими опасностями, а выход почти невозможен. Несмотря на это, он не только поднялся на гору Гей, но и достиг в северной части Голубых гор более высокой вершины, которую в честь своей возлюбленной назвал горой Адины.
После полугодовых странствий Стшелецкий добрался до высочайшей части Австралийских Альп. Вершины были покрыты вечным снегом. После утомительного перехода экспедиция очутилась на высоте 2 тысяч метров. Это было ровно в полдень 15 февраля 1840 года. Производя измерения одной из вершин и предполагая, что она является самой высокой вершиной Австралийских Альп, Стшелецкий назвал ее именем национального героя, о котором много ему рассказывал отец.
Через 40 лет после Стшелецкого Австралийские Альпы исследовал австрийский зоолог Роберт Ленденфельд. Когда он, имея более точные инструменты, взошел на вершину горы Косцюшко и приступил к измерениям, то к своему удивлению установил, что вопреки видимости соседняя вершина является более высокой. Поэтому он счел уместным исправить открытие Стшелецкого и изменить название горы Косцюшко на Монт-Таунсенд. Одновременно он назвал высочайшую вершину именем немецкого естествоиспытателя Мюллера, а простирающийся вокруг обеих вершин горный массив – «Группой Косцюшко». Однако это вызвало волну всеобщего возмущения. Название горы вошло уже в историю Австралии. И вот после проверки правильности измерений Ленденфельда на топографические карты около низшей вершины было нанесено название Монт-Таунсенд, а высшую назвали горой Косцюшко.
Стшелецкий открыл также истоки крупнейшей австралийской реки Муррей, имеющей длину 2,5 тысячи километров. Они находятся у подножия Австралийских Альп. Позднее, следуя в юго-западном направлении, путешественник спустился в Большую Викторианскую долину и оказался в дотоле никому не известной горной области, которую он после обследования назвал Гипслендом. Тогда она представляла собой огромное неосвоенное пространство с необычно обильной растительностью и прекрасными озерами. Новое открытие польского путешественника приумножило земли Нового Южного Уэльса. Эти земли, по его мнению, через несколько лет должны превратиться в «житницу Австралии».
Во время странствий по Новому Южному Уэльсу Стшелецкий исследует климат, флору и фауну, а больше всего интересуется бытом и обычаями туземцев.
Каждое племя кочевало отдельно и управлялось советом старейшин. Однако фактическую власть имели шаманы, которые одновременно занимались знахарством. Через Гипсленд Стшелецкий шел 22 дня. Это был очень тяжкий путь. Приходилось перебираться через капризные горные реки и преодолевать колючий скрэб – густые заросли низкорослых кустарников. На последнем этапе иссякли запасы провианта, лошади выбились из сил и их пришлось бросить. Стшелецкий вынужден был оставить в горах свои коллекции.
12 мая 1840 года Стшелецкий вышел к бухте Уэстерн-Порт, расположенной к востоку от залива Порт-Филлип, и спустя две недели добрался до Мельбурна.
С июня 1840-го по ноябрь 1842 года Стшелецкий путешествовал по Тасмании – большому острову, расположенному южнее континента.
Исследовав Тасманию, польский путешественник отправился в Англию. В Лондоне в 1845 году был опубликовал его капитальный труд «Физическое описание Нового Южного Уэльса и Вандименовой Земли», удостоенный медали Королевского географического общества. Это была первая сводная работа по геологии восточной Австралии и Тасмании. Стшелецкий на основании своих наблюдений и данных, опубликованных его предшественниками, разработал схему геологической истории австрало-тасманийской области, обратив особое внимание на древность слагающих ее комплексов горных пород.
Однако он так и не дождался признания у себя на родине. Когда в октябре 1873 года его хоронили в Лондоне и англичане возносили его заслуги на научном поприще, в Польше только несколько газет поместило скромные заметки, напоминающие польской общественности об этом выдающемся путешественнике и исследователе.