Selle reisi vältel transportis ta paljud Inglise astronoomid äsja avastatud Tahiitile, et nad saaksid vaadelda, kuidas Veenus läheb Päikese eest läbi. Peale seda suundus Cook Uus Meremaale. Ta sõitis ümber UusMeremaa mõlema suurema saare ja avastas, et Uus Meremaa ja UusGuinea ei olegi suure lõunamandri osa nagu arvati. Seejärel asus ta ise lõunamandrit otsima. 1770. aastal avastaski Cook Suure Vallrahu ja Austraalia idaranniku täpsemalt Bontany Bay lahe. Ta nimetas avastatud maa New South Walesiks ehk Uueks LõunaWalesiks. Selle reisi käigus oli ta teinud ka ringi ümber maailma. Teine retk toimus aastatel 17721775. Cook asus oma laevadel Adventure ja Resolution uuesti suurt lõunamandrit otsima. Seekord uuris ta Antarktise ümbrust, kuid pidi külma kliima tõttu tagasi pöörduma. Seda, kui lähedal oli James Cook teise mandri avastamisele, aitavad meil mõista tema enda kirjutatud laused: ,,Köied kui traat
auastme ja asus juhtima laeva Endeavour. Selle reisi vältel transportis ta paljud Inglise astronoomid äsja avastatud Tahiitile, et nad saaksid vaadelda, kuidas Veenus läheb Päikese eest läbi. Peale seda suundus Cook Uus-Meremaale. Ta sõitis ümber Uus-Meremaa mõlema suurema saare ja avastas, et Uus-Meremaa ja Uus-Guinea ei olegi suure lõunamandri osa nagu arvati. Seejärel asus ta ise lõunamandrit otsima. 1770. aastal avastaski Cook Suure Vallrahu ja Austraalia idaranniku täpsemalt Bontany Bay lahe. Ta nimetas avastatud maa New South Walesiks ehk Uueks Lõuna-Walesiks. Tagasi Inglismaale jõudis ta alles 1771. aastal. Seal edutati Cook komandöriks. Selle reisi käigus oli ta teinud ka ringi ümber maailma. Teine retk toimus aastatel 1772-1775. Ta oli küll juba avastanud ühe lõunamandri - Austraalia, kuid paljude inimeste arvates oli Austraalia liiga väike, et tasakaalustada Euraasiat ja Põhja- Ameerikat põhjapoolkeral