La California lleva en su nombre el peso de rumores y leyendas, los europeos del siglo XVI que veían hacia el norte del Caribe y la Nueva España, avizoraban tierras enigmáticas, soñaban con encontrar las siete ciudades del oro y su capital Cibola, popularizadas por la Crónica del rey Don Rodrigo y la destrucción de España.

Muchos fueron los proyectos en este afán de avanzar hacia esas tierras que inflamaban la imaginación y exacerbaban la codicia y que se extendían desde el norte de México hasta la península del Labrador envueltas nombres fantásticos como California, Quivira, Cibola, Tibuex, Nuevo México o La Florida. Tomada de la literatura caballeresca, California aparece en la novela de Garcí Ordoñez de Montalvo, Las Sergas de Esplandián, publicada a principios del siglo XVI en Medina del Campo. En ella Esplandián, el hijo de Amadis de Gaula, llega a una isla cercana al paraíso llamada California.

De esta forma el nombre California nace antes del arribo a la península por parte de los europeos y comienza a designarla desde mediados del siglo XVI.

Durante su estancia en España en 1529, el conquistador Hernán Cortés, negoció una capitulación para futuros descubrimientos en la Mar del Sur. Ya de regreso, el 30 de junio de 1532, Cortés envió a su primo Diego Hurtado de Mendoza para que explorara las islas y costas del Océano Pacífico, entonces conocido como Mar del Sur, más allá de los límites de la Audiencia de la Nueva Galicia gobernada por Nuño de Guzmán; dándole como instrucciones que por medio de lenguas atrajera a los naturales con regalos y averiguara si éstos en sus adornos traían oro, perlas o piedras preciosas. Esta expedición terminó en naufragio.

La segunda expedición a la Mar del Sur salió de Santiago, Colima, el 30 de octubre de 1533. Cortés puso a cargo a Diego Becerra y Hernando de Grijalva. Desde el inicio se separaron las dos naves, Diego Becerra fue muerto en un motín, y su piloto Fortún Jimenez que continuó con el viaje llegó a una isla que llamaron Santa Cruz frente a la bahía de la Paz. Él y los que con él desembarcaron perecieron a manos de los indios y los amotinados que se salvaron fueron a dar en tierras de lo que hoy es el estado de Jalisco. Entusiasmado por los relatos de los sobrevivientes de la expedición, acerca de "la gran isla" rica en perlas, en abril de 1535, el mismo Cortés encabezó la 3ª. Expedición, la cual fue desastrosa, por manejar un gran contingente con fines de colonización, sin conocer las condiciones naturales del territorio a colonizar.

Cortés llegó a la bahía de Santa Cruz (La Paz) el 3 de mayo de 1535, pero ante las condiciones adversas que impedían la práctica de la agricultura y exigían el traslado de bastimentos de la contracosta, Cortés regresó a la Nueva España a mediados de 1536, dejando en Santa Cruz 30 españoles con doce caballos y bastimentos para diez meses, al mando de Francisco de Ulloa, los cuales al fin regresaron también a la Nueva España por orden del virrey Antonio de Mendoza. Esta primera experiencia colonizadora duró por tanto alrededor de un año.

La cuarta y última expedición que organiza Cortés a la Mar del Sur ya no tiene el propósito de colonizar sino de explorar. Para ello envía a Francisco de Ulloa al mando de tres navíos en julio de 1539, que finalmente se redujeron a dos. Después de encontrar destruido el real fundado por Cortés en Santa Cruz, hace un recorrido por el Golfo hasta la desembocadura del río Colorado y posteriormente da la vuelta a la península probablemente llegando hasta la altura de la Isla de Cedros, explorando islas y bahías en el trayecto.

En 1540 Hernando de Alarcón avanzó por el Golfo, en apoyo a la expedición de Francisco Vázquez de Coronado. Creyendo que se acercaba a Nueva México fondeó sus naves en la desembocadura del Río Colorado y se internó en una barcaza aguas arriba, estableciendo contacto con los indios ribereños antes de regresar. Ese mismo año un segundo grupo de apoyo que venía por tierra bajo las órdenes de Melchor Díaz, encontró las señales de la estancia de Alarcón y continuó la exploración por el bajo delta llegando hasta las cercanías de Cerro Prieto, donde sufrió un accidente que le causó la muerte poco después de haber cruzado el río de regreso en 1541.

En junio de 1542, Juan Rodríguez Cabrillo salió bordeando la costa occidental de la península hacia el norte. Rodríguez murió a principios de enero de 1543. Al mando de Bartolomé Ferrelo, continuó la travesía hasta el Cabo Mendocino desde donde emprendieron el regreso.

A partir de 1551 son varias las concesiones reales a buscadores de perlas en el Golfo de California, los cuales partían del Puerto de Navidad; y muchos otros, fuera de la ley, salían desde la región de Sinaloa.

Por el lado del Pacífico, alrededor de 1570, la ruta comercial con Filipinas volvió a poner en la mente de los españoles el nombre de California. Desde el primer "tornaviaje" en 1565, Rodrigo de Espinosa describe las costas de la península Californiana al llegar al Cabo. El viaje del galeón duraba de cincuenta a sesenta días de ida, mientras que el regreso era de cinco a seis meses. El mal conocido como escorbuto, atacaba a los viajeros al acercarse a las costas californianas. La ruta comercial entre Acapulco y Manila hizo que las costas californianas se convirtieran en un punto de atracción para los piratas ingleses que buscaban hacerse dueños de las mercaderías. A menudo los galeones se detenían en la Alta California, en la Isla de Cedros o en Cabo San Lucas para surtirse de agua potable. En 1587 Tomás Cavendish capturó un galeón en esta zona, quedando la tripulación y los pasajeros en la costa, por espacio de un mes hasta que hallaron el modo de cruzar el Golfo. Impedir nuevos ataques sería una preocupación del gobierno novohispano, que requeriría de puertos en la California.

En 1596 Sebastián Vizcaíno emprendió una nueva expedición por el Golfo. Después de varias vicisitudes llegaron a la Bahía de la Santa Cruz, a la cual llamó de la Paz, debido a que los "pacíficos indígenas" los recibieron y obsequiaron con frutos de la tierra. La falta de alimentos y la aridez de la tierra fueron nuevamente las razones para que estos exploradores regresaran. Sin embargo, en 1602, Vizcaíno comandó una nueva expedición con fines exploratorios, esta vez por la costa Pacífico, reconociendo las Bahías de san Quintín, Todos Santos (Ensenada), así como San Diego, Monterrey y San Francisco en la Alta California, llegando hasta Cabo Blanco. Es como resultado de este viaje, que el fraile carmelita Antonio de la Ascención, introducirá el equívoco de que la California era una isla. Esta vez el escorbuto los hizo volver a la Nueva España después de varios meses de viaje. Vizcaíno murió en 1606 cuando preparaba una nueva expedición.

Mientras tanto los buscadores de perlas continuaron sus viajes a la California, entre ellos Nicolás Cardona, haciendo uso de la capitulación otorgada a su tío Tomás Cardona en 1613. Posteriormente Francisco de Ortega, carpintero convertido en capitán, realizó tres viajes de 1632 a 1636. Fueron varios los expedicionarios que tocaron las costas de la península de Baja California, de forma más o menos fugaz, entre ellos Luis Cestin de Cañas (1642), el almirante Pedro Porter Casanate (1648), Bernal de Piñadero (1664), Francisco de Lucenilla (1668), etc.

Altamente significativa fue la expedición al mando del almirante Isidro de Atondo. Después de varios años de preparación, sale en 1683, acompañado de los jesuitas Pablo Matías Goñi , Juan Bautista Copart y Eusebio Francisco Kino quien iba como cosmógrafo. Como consta en Real Cédula del 28 de marzo de 1684, todos los géneros necesarios para que la "armadilla" pasara del puerto de Chacala a las "Islas de California" fueron comprados en la ciudad de Guadalajara y aquellos que no pudieron hallar, en la Ciudad de México.

En julio de 1683 tuvieron que salir a Sinaloa por provisiones, regresando en octubre a la California a un puerto al norte de la Paz al que llamaron San Bruno. Mientras tanto se hicieron varias exploraciones tierra adentro. Finalmente la permanencia de la colonia en San Bruno fue cuestionada, y siendo demasiados los gastos, Atondo y el resto del grupo regresaron a la Nueva España en 1685.