En 1768, lieutenant à bord de l'Endeavour, j'entrepris mon premier grand voyage dans le Pacifique sud contant mes un peu peur de l'orison . j'accompagnai, par le cap Horn, des astronomes britanniques qui allaient observer à Tahiti, île tout juste découverte, le passage de Vénus devant le Soleil en juin 1769. Il se rendit ensuite en Nouvelle-Zélande, où il effectua le relevé de 3 860 km de côtes. Bien qu'il n'ait pas disposé de chronomètre au cours de ce voyage et qu'il n'ait donc pas pu déterminer la longitude dans l'absolu, il réalisa des cartes côtières de Nouvelle-Zélande d'une telle précision qu'elles furent utilisées jusqu'au XIXe siècle. Il contourna les deux îles et franchit le détroit qui les sépare (aujourd'hui le détroit de Cook), prouvant ainsi qu'elles ne constituaient pas la pointe méridionale d'un continent plus étendu. En 1770, il fut le premier Européen à débarquer sur la côte orientale de l'Australie, à Botany Bay ; il en effectua le relevé et la conquit pour le compte du Royaume-Uni, lui donnant le nom de Nouvelle-Galles-du-Sud. Le lieu de son mouillage fut ainsi nommé à cause de la grande variété d'espèces botaniques jusque-là inconnues des Européens, que catalogua Joseph Banks, botaniste de l'expédition. Remontant vers le nord, Cook fit le relevé de quelque 3 200 km de côtes et réussit l'exploit de naviguer sans dommages entre la côte et les récifs de la Grande Barrière de corail. Il franchit le détroit de Torrès avant d'accoster sur Java, où trente de ses hommes périrent de la dysenterie contractée à terre. Il prouva également en franchissant le détroit de la Sonde que les îles de Java et de Sumatra étaient séparées. De retour en Angleterre, en 1771, Cook fut promu au rang de capitaine de frégate.
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