En la primavera de 1833, Benjamin Bonneville, que dirigía la expedición de 110 hombres, envió a un grupo de cuarenta hombres, encabezados por Walker, para explorar la región del Gran Lago Salado y encontrar una ruta por tierra que llevase a California.
Finalmente, el grupo descubrió una ruta a lo largo del río Humboldt, a través del actual estado de Nevada, ascendiendo la Sierra Nevada remontando aguas arriba el río Carson y descendiendo la otra vertiente siguiendo el río Estanislaus hasta alcanzar el río San Joaquín, localizado ya en la cuenca que drena hasta el Valle Central de California y luego fueron al oeste hasta Monterey.
Walker fue probablemente también el primer hombre blanco que contempló el valle de Yosemite.
Otra partida de Walker en 1843 también tuvo que abandonar sus carros y terminó llegando a California en reatas.
La pequeña localidad de Walker, en Arizona, también lleva su nombre.