Am Weihnachtstag 1936, am Tag nach ihrer Hochzeit, reiste das junge Paar Thor und Liv von Norwegen nach Fatu Hiva. Thor war 22, Liv erst 20 Jahre alt. Thor wollte für Kristine Bonnevie, Professorin am Zoologischen Labor in Oslo, Landschnecken und Insekten sammeln.

Am 28. April 1947 stach ein Balsaholzfloß mit sechs Männern und einem Papagei an Bord in Callao in Peru in See. Ziel war es, Polynesien zu erreichen. Kapitän war der 33-jährige Thor Heyerdahl. Die Kon-Tiki-Expedition war das Ergebnis einer Theorie, die er seit seinem Aufenthalt auf der Pazifikinsel Fatu Hiva erwogen hatte.

1952 zeigte der Ethnologe Alfred Metreux Thor ein Foto einer steinernen Statue auf den Galapagos-Inseln. Sie sah den steinernen Statuen in Südamerika und auf der Osterinsel ähnlich. Heyerdahl kontaktierte die norwegischen Archäologen Arne Skjølsvold und Erik Reed und gemeinsam reisten sie 1953 zu den Galapagos-Inseln, um die Statue zu untersuchen.

1955 brach Thor Heyerdahl zu einer neuen Expedition auf die Osterinsel auf. Er wurde von fünf Archäologen begleitet: A. Skjølsvold (Norwegen), E.N. Ferdon (USA), W. Molloy (USA), C.S. Smith (USA) und G. Figueroa (Chile). Auf der Osterinsel befinden sich kolossale Statuen aus Stein – Moai, wie sie in der Landessprache genannt werden.

Bei Thor Heyerdahls erstem Besuch auf der Osterinsel entdeckte das Expeditionsteam Darstellungen von Schilfbooten mit Masten und Segeln. Nun wollte er zeigen, dass prähistorische Zivilisationen auf beiden Seiten des Atlantischen Ozeans möglicherweise mit Hilfe von Schilfbooten in Kontakt getreten waren.

1977 leitete Heyerdahl den Bau seines größten, 18 Meter langen Schilfboots dort, wo Euphrat und Tigris ineinanderfließen, im ehemaligen Mesopotamien. Das Boot wurde auf den Namen Tigris getauft. Sie begannen die Reise auf dem Fluss Schatt-al-Arab im Irak. Von dort fuhr die Tigris den Persischen Golf hinunter und ins Arabische Meer.

An einem Herbsttag im Jahre 1982 erhielt Thor Heyerdahl einen Brief mit der Post. Der Umschlag enthielt ein Foto einer bis dahin unbekannten Steinstatue auf den Malediven im Indischen Ozean. Es verleitete ihn zu einer archäologischen Expedition, um mehr darüber herauszufinden, wer die Statue auf dem Foto geschaffen hatte.

1986 war Heyerdahl zurück auf der Osterinsel. Diese Expedition ist am bekanntesten für seinen Versuch, die Moai zu transportieren. Einer Legende der Insel nach konnten die riesigen Steinstatuen gehen. Heyerdahl löste das große Rätsel, wie die Statuen „gehen“ konnten.

In the period 1988–1992, Thor Heyerdahl led archaeological excavations of the pyramid complex "La Raya" in Peru. In the area there were 26 pyramid-like constructions of sun-dried clay, so-called adobe blocks. The archaeologists concluded that the ruined city outside Túcume was built around 1100 AD.