大·道尔林普等皇家学会成员则始终相信，这块南方大陆是确实存在的。这次旅程除了由库克指挥的HMS决心号（HMS Resolution）带领外，还由托拜厄斯·弗诺负责指挥伴舰HMS探险号（HMS Adventure）同行。在1772年7月13日，两舰从普利茅斯出发，与上一次不同，这次库克向东途经好望角前往太平洋，而且还设法靠南航行，以求发现南方大陆，这使得船队在1773年1月17日创下横跨南极圈的创举。可是不久以后，决心号和探险号在同年2月9日于南冰洋因为大雾而分道扬镳，结果两船到5月17日才于纽西兰夏洛特