Bir yıl sonra yeniden denize açıldı. Bu kez Güney Kutup Dairesi'ni geçti. Ayrıca Yeni Kaledonya, Norfolk Adası ve Güney Sandwich Adaları olarak adlandırdığı yerleri keşfetti.Cook üçüncü yolculuğunda, Kerguelen Adaları'nın yerini saptadı, haritasını çıkardı; Raratonga'yı, Cook Adaları'nı ve Hawaii Adaları'nı keşfetti.