多少年過去了，誘人的澳大利亞海岸之謎，只剩下東部海岸。1768 年，法國人路易士·布根威爾塔乘英國海軍的一艘軍艦，從新赫布里的群島向西航行。一天，他發現地平線盡頭涌現一片廣闊的水波和隱隱約約的礁巖。他所看到的就是澳大利亞東海岸的大堡礁。這片環礁地帶距離昆士蘭州海岸不過幾公里。但是，由于附近迷宮般的沙州淺灘和海面上大量望而生畏的珊瑚、海星等，迫使他們駛離了這片環礁地帶。布根威爾塔運氣不佳，只差一點他就能發現澳大利亞的東海岸了。

　　1768 年，英國學士院預測：在1769 年，天文學上將出現金星通過太陽表面罕見的現象。英國政府決定派遣船只去太平洋的塔希提島，等候觀察這一現象。此外，英國也希望借機會全面地探索南方大陸。

　　庫克抱著揭開南方大陸奧秘的決心和信心，惜別故土、親人，揚帆遠航，盡管途中歷經千難萬險，也從未動搖他的信念。

　　1770 年4 月23 日，他率領探險隊離開植物灣沿澳大利亞東海岸航行了 2000 多公里，曾3 次登陸考察。4 月28 日，他們來到約克角外的占有島。庫克踏上這塊土地，遠眺那一望無際的大海，傾聽驚濤拍岸聲，回想幾年航程中的歷險和收獲，心中激動萬分。為了表示對英王喬治的小王子——威爾士王子的敬意，便將南緯10°的占有島至南緯38°的澳大利亞東海岸地區命名為“新南威爾士”。

　　“安德瓦”號探險船在占有島逗留了幾天后，向西朝著托雷斯海峽航行。在海上航行了一些日子，庫克從望遠鏡中看到了兩塊陸地之間有一方狹窄的水域，他意識到這就是托雷斯海峽。據有關資料記載，穿過托雷斯海峽可以到達爪哇等地。庫克和他的同伴們高興得跳啊，唱啊，一個個好像回到了孩提時代。

　　他們穿過托雷斯海峽進入阿拉弗拉海，然后經巴達維亞（今雅加達）、印度洋，繞好望角回國。

　　庫克的考察歷時3 年，發現了新南威爾士，推翻了丹皮爾曾經下的“新荷蘭”是不毛之地的錯誤結論，向人們展現了美麗、富饒的新南威爾士的形象，也證實了托雷斯海峽并非虛構，通過它可以到達新南威爾士。

　　庫克他們的發現轟動了英國，尤其震驚海軍部，大大刺激了人們想更多地了解“南方大陸”的欲望。為表彰庫克所作的貢獻，海軍大臣親自接見他，并晉升他為海軍中校。

　　但是，在一些人眼里，庫克的發現不能證明“南方大陸”的存在。英國海軍急于徹底揭開南方大陸之謎，再次委派庫克出航探險。

　　1772 年，庫克受命于海軍部，率領著“努力”號和“發現”號第二次遠航太平洋探險。

　　庫克探險隊一直深入到了太平洋南端，進入南極高緯度的冰山地區。在那里，他們領略了美麗而險惡的冰雪世界，目睹了冰山相撞時驚心動魄的場面，也多次從風暴、冰山襲擊中死里逃生。1775 年，庫克回到英國，他向公眾宣告：“未知南方大陸一直綿延到南極圈北部的假說并不成立。”這是庫克超越以往探險家，探索南方大陸的又一杰出貢獻。他給一位朋友寫信說： “我并沒有特殊的發現，但至少比以往的探險家們更完整地調查了南太平洋海域。到目前為止，在南太平洋地區似乎沒有地方還需要進行調查的了。” 海軍部再次嘉獎了庫克，晉升他為上校。

　　1779 年，庫克第三次遠航太平洋，在夏威夷島不幸喪生。但是，歷史將永遠記下他的名字。庫克不愧為一名偉大的探險家、航海家，他為探尋“南方大陸”做出了杰出貢獻，史學家們稱他為發現澳大利亞的“哥倫布”，也有人稱他是亞美利哥。