Zaraz po zakończeniu obrad synodu, w 1583 roku, Acosta opuścił Amerykę Południową i wraz ze wszystkimi swoimi manuskryptami i księgami przeniósł się do Meksyku. Podczas podróży zajmował się obserwowaniem i badaniem miejscowej natury i ludności. W czasie trwającego trzy lata pobytu w Meksyku Acosta kontynuował swoje badania. Najbardziej zajmowały go sprawy związane z Aztekami. Spisał podania dotyczące ich historii i kultury, opisał stosowane przez nich rozwiązania architektoniczne, opisał ich wierzenia i pismo które stosowali. Jego głównym informatorem był miejscowy duchowny, Juan de Tobar. W 1585 roku Acosta otrzymał rozkaz od króla Filipa II, który nakazywał mu powrót do ojczyzny. Do Europy wrócił jednak dopiero dwa lata później, razem z flotą wiozącą bogactwa z w Nowego Świata. W Hiszpanii Acosta pełnił kilka ważnych stanowisk w zakonie, był na przykład rektorem kolegium w Valladolid i w Salamance, gdzie zmarł w 1600 roku.