Tras las experiencias anteriores, en Argel y Gibraltar, Balmis iniciará una serie de viajes al continente americano que representan una etapa previa a la Real Expedición.

1º) 1781 -1790- Primer viaje al continente americano
En 1781, Balmis, junto con el Regimiento de Zamora, es destinado a América, en la expedición del marqués del Socorro para luchar contra los ingleses en el Caribe.
En Puerto de Guajiro en Nueva Granada, Balmis tuvo la misión de atajar una epidemia de fiebre amarilla que había atacado al ejército expedicionario.
En 1783, tras el tratado de París, se embarca con dirección a La Habana y posteriormente a Veracruz, donde recibirá el encargo de cuidar a los enfermos de la milicia.
En 1784, Balmis aparece como médico cirujano en el Hospital de Jalapa. Dos años más tarde, es nombrado cirujano mayor del Hospital del Amor de Dios de la capital mexicana y obtiene el Grado de Bachiller en Artes en la Universidad de México.

2º) 1790-1792 – Experimentando con el agave y la begonia
Regresa a México a finales de 1790, es nombrado director de la Sala de Gálicos, hospital de San Andrés, México. Allí comenzará a probar las virtudes del agave y la begonia para tratar la sífilis. Poniendo rumbo a España en enero de 1792, con 100 arrobas de maguey (agave) y 30 de begonia.

3º) 1794-1795.- Un nuevo viaje con motivaciones botánicas
Agotadas las plantas que Balmis había traído, a principios de 1794, volverá a ser comisionado, en el contexto de una Comisión Botánica Ultramarina, Balmis para trasladarse de nuevo a América. El principal objetivo será la recolección de más plantas para uso médico, y otras también con destino al Real Jardín Botánico.

4º) 1797-1799.- Un viaje como Cirujano de Cámara
Balmis realiza este viaje en calidad de Cirujano de Cámara, regresando a México a petición de la virreina de Nueva España, con el fin de cuidar su salud. Acompañará a la virreina en su viaje de vuelta a España, después de haber terminado el gobierno de su marido el virrey novohispano, Miguel de la Grúa Talamanca, marqués de Branciforte. Estando allí, se desplaza en 1798 a Caracas y Cumaná para asistir en la epidemia de fiebre que azotaban dichas ciudades venezolanas. Balmis regresará a España en la primavera de 1799.