بدأت حملة ميتشل الرابعة والأخيرة في ديسمبر عام 1845م، واستمرت أكثر من سنة بقليل. انطلق ميتشل من بوري مع مفرزة تتكون من 30 رجلًا، أخذت معها 17 حصانًا، و11 عربة، و112 عجلًا، و250 خروفًا، ومركبين حديديين. وكان ميتشل يأمل في اكتشاف طريق إلى خليج كاربنتاريا، ونهر ينساب في ذلك الاتجاه أيضًا. وفي النهاية، صادف نهرًا ينساب شمالًا اعتقد بأنه النهر المطلوب. فأطلق عليه اسم نهر فكتوريا. بَيْد أن حملة أرسلت في العام التالي بقيادة أدموند كنيدي برهنت على أن هذا النهر هو نهر باركو. وعند نهر باركو، ضايقت مفرزة ميتشل غارات السكان الأصليين المتكررة. وإلى جانب ذلك، فإنها كانت تعوزها المؤن، لذا شرعت المفرزة في رحلة العودة. وقد خلت تلك الحملة من أية حوادث رئيسية.
ولد ميتشل في كريجَنْد بأسكتلندا. وكان يعمل بالجيش قبل وصوله إلى سيدني عام 1827م، ليتولى منصب نائب المساح العام تحت رئاسة جون أوكسلي، ثم خلفه عام 1828م.