En 1957, Thomson, délaissant les marécages des Territoires du Nord, se rendit dans le grand Désert de l'Ouest Australien, pour y étudier les Pintupi (ou Bindibu), une peuplade d'Indigènes Australiens qui avaient eu encore très peu de contacts avec l'homme blanc. . D'ailleurs certains d'entre eux évitèrent même le contact avec la civilisation jusqu'en 1984 : on découvrit alors dans le Désert de Gibson un groupe de Pintupi composé de deux femmes adultes, quatre jeunes hommes et trois jeunes femmes; le patriarche qui les avait probablement volontairement tenus éloignés de la civilisation était mort depuis peu...Les journaux de l'époque les appelèrent the Pintupi Nine et "la Tribu Perdue" (allusion biblique). Ils furent amenés au chef-lieu le plus proche, y découvrirent qu'ils étaient nus, et reprochèrent vivement aux Pintupi "assimilés" qu'ils rencontrèrent en ville de ne pas les avoir prévenus qu'il existait un endroit "où les aliments et l'eau sortaient des tuyaux". Un examen médicalles reconnut "tous en pleine forme, en superbe condition. Pas une once de graisse,bien proportionnés et forts, bref en pleine santé...". Leur régime à base de chair de goanna (varan), lapin, numbat, termites, de graines et herbes du bush, et eau des sources connues d'eux seuls leur suffisait parfaitement.
Thomson rencontra dans les déserts de l'Ouest Australien des Pintupi qui n'avaient jamais vu d'homme blanc. L'expérience qu'il avait acquise pendant les dernières 30 années, en immersion totale dans la culture des Indigènes Australiens, lui fut fort utile : ces chasseurs-cueilleurs nomades étaient méfiants, car ils avaient été particulièrement traumatisés depuis un siècle environ par les exactions des prospecteurs et settlers européens qui parcouraient l'out-back désertique en surface, mais au sous-sol richissime. L'accès aux points d'eau, que les Indigènes voulaient garder secrets, était souvent l'occasion d'affrontements. Ainsi Alfred Canning, qui ouvrit en 1911 la Canning stock-route (destinée à faire transiter le bétail vers la côte et les camps de mineurs), avait capturé des Indigènes Mondus, qu'il tenait enchaînés et nourrissait d'aliments très salés, afin de les forcer à révéler la position des points d'eau. Canning creusa les puits des étapes, au nombre d'une cinquantaine, mais ses cow-boys furent tous tués par les abos lors du premier voyage. Par la suite, sa route ne fut utilisée par les troupeaux que de 1930 à 1950 environ
Thomson, après avoir surmonté la méfiance bien compréhensible des Pintupi envers le bandala (homme blanc) qui voulait non seulement vivre avec eux mais noter et filmer tous leurs faits et gestes, séjourna longuement chez les Pintupi. Il partagea leur vie quotidienne en 1957, 1963 et 1965. Il rapporta avec émotion que, la veille de son départ, les vieux sages Pintupi lui montrèrent leurs propulseurs ciselés, et lui en "lirent" les dessins comme une carte. Ils lui enseignèrent (en les lui répétant jusqu'à ce qu'il les sache) la position et les noms de tous les points d'eau de la région. Puits cachés, roches creuses contenant quelques gorgées d'eau, mares de glaise au fond des grottes : ils les lui révélèrent tous. Ils ne pouvaient pas lui faire de présent de plus grande valeur. Thomson quitta à regrêt ses amis Pintupi " qui savaient rire, et avaient des bébés si potelés...".
Thomson rapporta de chez les Pintupi une riche moisson de documents ethnographiques : films, photos, artefacts, observations.