卡布拉尔返回后，葡萄牙又组织了一支新的更大的探险队，这支探险队有20艘船，达·伽马被任命为这个探险队的领导人。
1502年2月，船队的大部分船只离开了葡萄牙，在莫桑比克海峡一艘船遇难了，但这艘船的乘员获救。在莫桑比克港，葡萄牙人补充了一艘不大的新船，以供沿岸航行。驶出莫桑比克海峡的出口时，伽马驶近基卢瓦城。伽马背信弃义地把该城的统治者扣押到自己的船上，并以处死来威胁这个统治者，让他每年向葡萄牙国王迸贡。稍后一些时候启程的五艘船中有三艘在基卢瓦与瓦斯科·达·伽马的船队会合。
伽马这次航行的目的大约只是进行探察，所以他没有远离陆地，他沿着东非、阿拉伯和印度的东北海岸航行到坎贝湾，然后由此向南航行。伽马的船员染上了坏血症，死亡的人很多。在安吉季夫岛上留下了300个病号。
在坎纳诺尔附近，伽马的沿队袭击了一只从吉达(麦加湾)驶向卡利卡特的阿拉伯船只，船上有400名乘客，主要是朝圣的香客。伽马除了抢这只船上乘客的个人财物外，还抢了船上一大批贵重的货物。然后，他下令水兵们把这只船的船员和乘客全部关押到该船的一个禁室里，瞄准他们射击，并再次放这些人中有许多老人、妇女和儿童，并放火烧船。这些不幸的人冲出禁室救火，伽马下令瞄准射击，再次放火烧船。在力量对比悬殊的情况下，这场搏斗持续了四天四夜。葡萄牙人不敢靠近这只船，进行隔舷战斗，因为濒于死亡的人们把燃烧的木板用力地投向攻击船的甲板上。大火烧身的人们发狂地跳入大海被溺死了。
一个葡萄牙目击者说：“……在持续了长时间的战斗之后，司令以最残暴和最无人性的手段烧毁了那只船，烧死了船上所有的人。”
依照伽马的命令，只从那只船上救出了20个男孩子。葡萄牙人把这些男孩子运回里斯本，对他们进行了洗礼，后来他们全都成了基督教徒。
伽马与坎纳诺尔的统治者结成同盟。10月底，他率领船队进攻卡利卡待城。他是这样开始这次军事行动的：首先把向葡萄牙人提供鱼的38个渔民吊死在桅杆上，然后开炮轰击卡利卡待城。
夜里，伽马命令把吊死的人取下来，砍下了他们的头、手和脚，乱堆在一只小船上，把剩下的身躯投入海中。他还在小船上放了一封信，信上说，如果该城要进行反抗，那么全城居民的下场必将与这些人一样。海潮把小船和尸体的躯干冲到岸边。
次日，伽马再次炮击这座城市，抢夺和烧毁了驶近这座城市的一条货船。他留下七艘船来封锁卡利卡特城，又派出两艘船去坎纳诺尔抢掠香料，伽马自己也带领剩下的船只前往柯钦，抢掠香料。
伽马与阿拉伯船只在卡利卡特城附近进行了两次战斗，结果都取胜了。1503年2月，伽马乘着东北季风率领13艘船向葡萄牙返航。1503年10月，伽马满载着大量价值昂贵的香料返回葡萄牙。
在这次获胜以后，伽马的退休金和其他收益得到了大幅度增加，稍后一些时候，他得到了伯爵头衔。在此以后的多年中，他再没有参加过什么活动。1524年，他被任命为印度副王。同年4月，他动身前往果阿，然后转到柯钦。1524年12月，伽马死干柯钦。
1503年，印度洋上留下了伽马船队的几艘船只，这些船只是由伽马的叔父维森迪·苏特雷指挥的。它们巡航于亚丁湾附近海区，掠夺从红海驶往印度海岸的阿拉伯船只，以此方法来破坏埃及与印度之间的商业贸易。
读后记：基督教的一神教信仰，导致基督徒都是排他主义者，遇到异教徒，杀！遇到没有信仰的人，杀！达伽马就是一个十恶不赦的基督徒。无论我们的教科书如何歌颂他，他都在耻辱柱上！