Вскоре по возвращении из своего трансафриканского путешествия Виссман стал планировать новую экспедицию, целью которой должно было явиться исследование Касаи. Фонды "Африканского общества в Германии" были к тому времени сильно истощены, и оно не смогло оказать путешественнику материальную поддержку. Виссман обратился со своим проектом к бельгийскому королю. Леопольд II, разумеется, прекрасно осознавал значение разведки прямого водного пути из южной части бассейна Конго к уже находившемуся под контролем "Международной ассоциации" среднему течению великой реки. Он охотно зачислил Виссмана на службу ассоциации и предоставил в его распоряжение значительные средства. Помимо самого Виссмана в новой экспедиции приняли участие еще четыре немецких офицера: лейтенант Курт фон Франсуа - в качестве топографа и метеоролога, военный врач Людвиг Генрих Вольф - в качестве антрополога, лейтенант Франц Мюллер, которому были поручены ботанические и геологические наблюдения, и его брат, лейтенант Ганс Мюллер, а также несколько человек вспомогательного персонала.
В январе 1884 года немецкие путешественники высадились в Луанде (где Виссман в последний раз встретился с Погге, вскоре после того умершим) и месяцем позже прибыли в Маланже. Отсюда экспедиция выступила в июле того же года, пересекла долину Кванго и двинулась на северо-восток. Маршрут ее вначале большей частью совпадал с тем путем, каким возвращались из Луанды Шютт и Бухнер, затем на Чикапе Виссман вышел на свою старую дорогу в страну башиланге. Переправившись через Касаи примерно в том же месте, что и в 1881 году, он совершил небольшую экскурсию вверх по долине реки и открыл находящийся на ней выше устья Чикапы восьмиметровый водопад, названный им именем Погге.
В ноябре 1884 года экспедиция достигла резиденции вождя Каламба Мукенге в долине Лулвы. Неподалеку от деревни Мукенге была построена станция Лулуабург (Лулвабур). Спутники Виссмана предприняли отсюда несколько радиальных маршрутов: Франсуа проник на юго-восток, в междуречье Лулвы и Луби, притока Санкуру, а Вольф - на север, в междуречье Лулвы и Санкуру.
В конце мая 1885 года Виссман, Франсуа, Вольф и Ганс Мюллер (Франц Мюллер незадолго до того скончался) в сопровождении любознательного Мукенге и его воинов отплыли вниз по Лулве и вскоре достигли места слияния Лулвы с Касаи. Касаи оказалась свободной от порогов, но плавание по ней затрудняли многочисленные мели. В некоторых местах, где ширина реки достигала четырех километров, приходилось долго искать судоходный фарватер между низкими аллювиальными островами. Виссман старался по возможности держаться правого берега, чтобы не пропустить места впадения Санкуру. Устье этого крупнейшего правого притока Касаи было открыто в середине июня. Продолжая спускаться по Касаи, путешественники обнаружили, к своему удивлению, что река, вместо того чтобы сохранять северо-западное направление (так, очевидно, должно было бы быть, если бы Касаи являлась, как предполагал Стэнли, верховьем Руки), все больше отклоняется на запад. В первых числах июля флотилия Виссмана прошла устье Кванго, затем Фими и, наконец, прибыла к месту впадения Касаи в Конго. В середине того же месяца немецкие путешественники были уже в Леопольдвиле.
Экспедиция Виссмана имела чрезвычайно важные географические результаты. Представление о тождестве Касаи и Руки настолько укоренилось, что для встречи Виссмана к устью Руки был специально выслан пароход с продовольствием и другими припасами. Теперь же выяснилось, что Касаи впадает в Конго под названием Ква, что Санкуру, Кванго и Фими - ее притоки и, следовательно, Касаи собирает воды всей юго-западной части бассейна Конго.
Виссман и его спутники не только установили принципиальную схему гидрографической системы Касаи (по существу открыв эту систему как географическое целое), но и довольно точно нанесли на карту весь пройденный путь, в том числе среднее и нижнее течение Касаи от места впадения Лулвы до устья, а также нижнее течение Лулвы. Было картографически зафиксировано положение устьев других крупных притоков Касаи - Санкуру, Лванге, Кванго, Фими Франсуа выполнил первые измерения расходов воды в Касаи. Весьма богаты были собранные экспедицией этнографические и естественноисторические материалы. Описание этого путешествия и его научных результатов составило содержание объемистого совместного труда Виссмана, Вольфа, Франсуа и Г. Мюллера "Во внутренней Африке", опубликованного в Лейпциге в 1888 году.
Исследования экспедиции Виссмана были существенно дополнены Людвигом Вольфом, который вскоре по прибытии в Леопольдвилль был назначен начальником новой экспедиции, имевшей целью закрепление позиций "Независимого государства Конго" в бассейне Касаи. В конце 1885 года эта экспедиция на пароходах "Стэнли" и "Ан-Аван" поднялась по Касаи и Лулве до устья Лвебо и оттуда сухим путем достигла Лулуабурга.
