崇祯五年(1632)春，与族兄仲昭一起，接连两次游天台山与雁宕山(今雁荡山)，有《游天台山日记后》与《游雁宕山日记后》。
《游天台山日记后》为第二次和第三次游天台山的日记。这年三月十四日从宁海西行，重游天台。十五日登华顶赏月，归寺已更余；十六日五鼓又乘月上华顶观日出。这次还补游了上次未游的大悲寺、高明寺、石笋及螺蛳潭。二十日抵天台县。游览了雁荡山之后，又第三次游天台山。四月十六日从天台县城北上，游中岩、桐柏宫，登琼台观仙人座；十七日经坪头潭，游寒岩、鹊桥、龙须洞、灵芝石等天台以西胜景；十八日往北游桃源、层瀑、秀溪，人万年寺；然后由北经会墅、斑竹出境。这次距第一次游天台已经二十年，徐霞客自己回忆说，二十年前，对天台胜景"未深穷其窟奥"，这次则"俯瞰于崖端，高深俱无遗胜矣。"
《游雁宕山日记后》是第三次游雁宕山的日记。《游天台山日记后》说："(三月)二十日抵天台县。至四月十六日自雁宕返"，可见徐霞客曾于崇祯三月二十一日至四月十五日第二次游雁宕山。《游雁宕山日记后》是四月二十八日至五月初八日第三次游雁宕山的游记。这次，登天聪洞，上雁湖顶，见正德年间白云、云外两僧庐，直至雁山绝顶见鹿群。
据《徐霞客墓志铭》，陈函辉曾问徐霞客是否到过雁山顶，徐霞客"听而色动"，第二天一大早即来到陈函辉床前告别："予且再往，归当语卿。"过了十来天，徐霞客果然来见陈函辉，详细谈及雁山绝顶的情形。另，陈函辉《前纪游》组诗《序》云："壬申初夏，(徐霞客)同其兄仲昭过予山斋，将再穷雁宕诸胜"，组诗之八中"注"云："霞客语予：'宿雁山绝顶，上有麋鹿千群"'。崇祯五年即壬申年，可见陈函辉在《徐霞客墓志铭》和《前纪游》中所说的正是这次雁宕山之游。也就是说，徐霞客于三月二十一日至四月十五日游过雁宕山，未到顶峰，也未曾写游记。当陈函辉问到他是否到过顶峰时，他无言以对，于是决定重游，直奔顶峰而去，并写下详细游记。
陈函辉《前纪游序》还说，徐霞客"自云： '吾行且陟昆仑出西域矣"'，可见此时徐霞客已经有了明确的西行计划。这年七月，徐霞客与黄道周一起泛舟太湖，以"孤云独往返"为韵，即席赋诗。霞客诗先成，深得黄道周赞赏。
崇祯六年(1633)夏，徐霞客北上京师，七月末西行游山西五台山和恒山，然后又返回京师；再由长江直下漳州三访黄道周，未遇。有《游五台山日记》和《游恒山日记》。
徐霞客于七月二十八日离开京城，途经保定，八月初四过阜平县，初五进入山西境内，然后花了四天时间遍游南西中北四台。初八离开五台山赴恒山，初九人浑源州境，初十游龙山及悬空寺，十一日登恒山绝顶。
崇祯九年(1636)，年届五十的徐霞客感到自己老病将至，计划已久的西游计划再也不能迁延，毅然踏上旅途，开始了他一生中最后一次也是最壮烈的一次"万里遐征"。这次旅行，基本上是按日记程，对旅途情形作了较详细的记载。我们可以根据游记概括其主要旅游路线。
据《浙游日记》，徐霞客于崇祯九年九月十九日乘醉放舟，同行者有静闻和顾、王两位仆人。为了与徐仲昭、王孝先、王忠纫、陈函辉、陈继儒等亲友晤别并为这次远行做一些准备，取"东迂之道"，途经今属江苏省的无锡县、苏州府、昆山县及今属上海市的青浦县、佘山，然后开始真正的"西行"。二十五由嘉善县入浙江省境内，经西塘、王江泾、乌镇、连市、新市、塘栖等地到杭州府；然后西到余杭，步行过临安县、新城县(今富阳县西境)，再由水路东下，至桐庐县；再往南转溯富春江，经严州府(今建德县)、兰溪县、金华府，再往西经龙游县、衢州府，十月十六日抵达与江西搭界的常山县。同行的王二于十月初五逃走。
据《江右游日记》，徐霞客于崇祯九年十月十七日进入江西玉山县，往西经广信府(今上饶市)及铅山、弋阳、贵溪、金溪等县，至建昌府(今南城县)，游新城(今黎川县)、南丰县后，又从建昌府出发，往西经宜黄、乐安、永丰、吉水等县到吉安府，再西经永新县，于崇祯十年正月初十进入湖南境内。在江西境内，徐霞客沿途游览了叫岩、龟峰、龙虎山、上清街、麻姑山、仙岩、石蛩、青原寺、梅田洞等名胜，并登临会仙峰、军峰山、武功山顶峰，遍游武功山附近香炉峰、石城洞、石门寺诸名胜。
据《楚游日记》，崇祯十年正月初十，徐霞客由界头岭进入湖南境内，十一日经茶陵州、攸县、衡山县到衡州府(今衡阳市)；又经祁阳县、永州府(今零陵县)、道州(今道县)、江华县、蓝山县、临武县、宜章县、郴州、永兴县、耒阳县，在湘南游历一圈之后，回到衡州府，再西溯湘江，于闰四月初七日进入广西。
据《粤西游日记一》，崇祯十年闰四月初八日至六月十一日，徐霞客主要在广西东北部游览。闰四月初八日从黄沙铺向西南行，途经全州、兴安县，游柳山和湘山寺，登金宝鼎，探湘江源，考察灵渠运河和严关，二十八日至桂林。在桂林山水之间徜徉近一个半月，遍游桂林四周胜景如虞山、叠彩山、伏波山、七星岩、隐山、雉岩、南溪山、崖头山、荷叶山、刘岩山、象鼻山、穿山、龙隐岩、屏风岩、中隐山、侯山、牛角岩、狮子岩等等，其中，七星岩和雉山分别上过两次和三次。不仅如此，还往东北攀登桂林最高峰尧山，过靖江王墓群；往东南畅游漓江水，考察阳朔附近的龙洞、来仙洞、读书岩、白鹤山，登富教山。只有独秀峰处王城禁地，徐霞客多次要求攀登而未能如愿，成为终身遗憾。六月初十日，徐霞客离开桂林，沿途游琴潭岩、荔枝岩、牛洞、上岩等，十一又一路游览，来到永福县境内的苏桥，"遂与桂山别"。据《粤西游日)，崇祯十年六月十二日至九月二十一日，徐霞客主要在广西北部及东南部游览。这段时间，经永福县、洛容县至柳州府又往北经柳城县至融县(今融水苗族自治县)。然后返柳州，继续南下，过象州及武宣县，到浔州府(今桂平县)再往东南方向的郁林州、北流县、容县游览一圈，回到浔州府。再取水路经贵县、横州、永淳县(今横县西境)，月二十三日抵南宁府。此后一段时间皆在南宁府，但游记散佚，仅存九月初九登罗秀山一则。在这一地区游览的主要名胜有：立鱼山、柳侯庙、真仙岩以及勾漏、白石、都峤三山。
据《粤西游日记三》，崇祯十年九月二十二日至十二月初十，徐霞客主要游览广西西南部。九月二十二日从南宁乘舟，取道左江经新宁舟(今扶绥县)达太平府(今崇左县)，往西北经太平、安平、恩城、龙英(今龙茗)、下雷、镇远等州，又经都结州(今隆安县西境)、隆安县，沿右江西岸，于十二月初十日回到南宁。沿途游览的主要景点有犀牛洞、碧云洞、白云洞、观音岩、龙井、壶关、飘岩、百感岩诸洞等等。