V roce 1955 podnikl Thor Heyerdahl další výpravu, tentokrát na Velikonoční ostrov. Doprovázelo ho pět archeologů: Nor Arne Skjølsvold, Chilan Gonzalo Figueroa a Američané Edwin N. Ferdon, William T. Mulloy a Carlyle S. Smith.
Po celém pobřeží ostrova jsou rozmístěné monolitické kamenné sochy, nazývané v místním jazyce „moai“.
Thor Heyerdahl u sochy moai na Velikonočním ostrově, 1955–56
V kamenolomu Rano Raraku se nacházejí další sochy, o nichž se dlouho věřilo, že představují pouze hlavy.
Heyerdahl se s výzkumným týmem pustil do výkopů kolem hlav a odhalil, že pod zemí na ně navazují ohromná torza trupů.
Místní obyvatelé později umožnili výpravě přístup do tajných rodinných jeskyní, v nichž se nacházely starobylé sošky, údajně předávané z generace na generaci. O soškách dosud nikdo s výjimkou obyvatel Velikonočního ostrova neměl ani ponětí. Heyerdahl odkoupil asi devět set z nich.
U nálezu klečící sochy jménem Tukuturi v kamenolomu Rano Raraku
V roce 1958 vyšla o této expedici anglicky psaná kniha s názvem Aku-aku a stejně jako kniha o výpravě Kon-Tiki se stala bestsellerem. K výzkumným pracím na Velikonočním ostrově si Heyerdahl přizval kameramana Erlinga J. Schjervena a v roce 1960 byl uveden dokumentární film Aku-aku sestříhaný z jeho záznamů.
Heyerdahl se na Velikonoční ostrov vrátil v roce 1986. Jeho druhou expedici proslavil především pokus o transport obrovských soch. Podle legendy totiž na svá místa na ostrově „dokráčely“ samy.
Experiment s kráčící moai, 1986
Společně s českým inženýrem Pavlem Pavlem a se šestnácti místními obyvateli se Heyerdahl pokusil přesunout jednu moai za pomoci lan uvázaných k její hlavě a základně. Bez větších obtíží se podařilo přimět patnáctitunovou sochu k „chůzi“ a Heyerdahl konstatoval, že tajemství přepravy soch je tímto rozluštěno.
