洲南端合恩角进入太平洋，最终在1769年4月13日抵达位于大洋洲的大溪地。虽然库克在大洋洲期间主要逗留于大溪地，但也到访了附近多个大洋洲岛屿，并把各个岛屿统称为社会群岛。在大溪地，库克一行与当地岛民建立起良好的关系，他们在岛上架设观察台，并在6月3日观测金星凌日，然而，该次观察结果并不如原先预期般准确和成功。观察结束后，库克拆开由海军部发出的密函，根据指示接受考察队的秘密任务，就是要在南太平洋寻找广阔且「未知的南方大陆」（即现今所知的南极洲）。库克与奋进号在1769年8月离开社会群岛向西进发，约两个月后