Po powrocie do Wielkiej Brytanii, w maju 1899 roku Armitage otrzymał Murchison Grant Królewskiego Towarzystwa Geograficznego. Prezydent Towarzystwa Clements Markham (1830–1916) konsultował z nim plany brytyjskiej ekspedycji antarktycznej – na podstawie doświadczeń zdobytych w Arktyce Armitage opracował plany wypraw saniami na Antarktydzie.
Ekspedycja Discovery (1901–1904)
Dzięki zdobytemu doświadczeniu w Arktyce Armitage został mianowany drugim dowódcą brytyjskiej ekspedycji w rejon Antarktydy, którą dowodził Robert Falcon Scott (1868–1912). Armitage został również nawigatorem statku ekspedycji RRS Discovery. Oprócz Armitage’a doświadczenie polarne mieli jeszcze dwaj inni uczestnicy wyprawy – lekarz Reginald Koettlitz (1860–1916) i fizyk Louis Bernacchi (1876–1942).
Po dotarciu do Discovery Inlet przy Lodowcu Szelfowym Rossa Scott powierzył Armitage’owi organizację obserwatorium magnetyzmu. Armitage pełnił również ważną rolę przy planowaniu wypraw saniami. W listopadzie 1902 roku Armitage poprowadził wyprawę saniami poprzez Ziemię Wiktorii celem zdobycia bieguna magnetycznego.