W czasie swej trzeciej wyprawy w 1609, będąc tym razem w służbie holenderskiej, udał się na zachód i dotarł do odkrytej wcześniej przez Johna Cabota Nowej Fundlandii. Po osiągnięciu tej wyspy skierował się na południe i dopłynął do ujścia rzeki nazwanej jego imieniem w dzisiejszym stanie Nowy Jork. Odkrycia te zapoczątkowały holenderskie osadnictwo w tym rejonie i powstanie Nowej Holandii.
W czwartym rejsie (1610-1611) ponownie udał się na wody arktyczne. Opłynął Grenlandię i wzdłuż wybrzeży Labradoru osiągnął odkrytą wcześniej przez Davisa, lecz nazwaną jego imieniem Cieśninę Hudsona. Następnie przedostał się na wody Zatoki Hudsona, gdzie na wybrzeżu Zatoki Jamesa załoga przezimowała.
mały|440px|Mapa geograficzna czwartego rejsu Henry'ego Hudsona (1610-1611)
Hudson był przekonany, iż odkryty przez niego akwen jest Oceanem Spokojnym i zamierzał kontynuować podróż na zachód.