天体観測が終了するとすぐに、クックは航海の後半についての秘密指令を開封した。それは、海軍本部の追加命令に従って、伝説の南方大陸（テラ・アウストラリス、Terra Australis）を求めて南太平洋を探索せよ、という指令であった。金星観測（しかもエンデバー号のような目立たない小さな艦で）を隠れ蓑にすれば、英国にとって今航海は、ライバルのヨーロッパ諸国を出し抜いて南方大陸を発見し伝説の富を手に入れる絶好の機会となろう、と王立協会は考えたのである。この説の特に熱心な信奉者が王立協会会員のアレクサンダー・ダリンプルであった。南太平洋の地理にきわめて詳しいトウパイアというタヒチ人の助力を得て、1769年10月6日クックはヨーロッパ人として史上2番目に（1642年のアベル・タスマン以来）ニュージーランドに到達した。クックは、いくつかの小さな誤り（バンクス半島を島としたり、スチュアート島を南島の一部と考えるなど）はあるものの、ニュージーランドの海岸線のほぼ完全な地図を作製した。また、ニュージーランドの北島と南島を分ける海峡（クック海峡）を発見した（アベル・タスマンは海峡ではなく湾と判断していた）。
34歳で、13歳年下のエリザベス・バッツ (1742-1835) と1762年に結婚し、6人の子供 ジェームズ (1763-1794)、ナサニエル (1764-1781)、エリザベス (1767-1771)、ジョゼフ (1768-1768)、ジョージ (1772-1772)、ヒュー (1776-1793) を儲けた。陸での住まいはロンドンのイーストエンド（貧民街）にあった。クックの子供たちは、いずれも子孫を残さずに夭折したため、クックの直系の子孫はいない。
クックは1728年10月27日、ノースヨークシャー州マートンに生まれた。スコットランド人の父とマートン生まれの母の下、5人兄弟であった。父が農場の農事監督の職を得たため、家族と共にグレートアイトンの農場に移り、父の雇い主から学資を得て学校に通った。13歳になり父と共に働き始めた。16歳になったクックは、漁村ステイテスの雑貨店で徒弟奉公をするために家を出た。奉公中に店の窓の外を眺めているうち海に魅せられたという。1年半の後、店のオーナーはクックに商才がないことを悟り、近隣の港町ウィットビーのウォーカー兄弟にクックを紹介する。ウォーカー家は当地の有力な船主で商家であった。1746年に、クックは英国沿岸の石炭運搬船団の見習い船員として雇われた。この間、操船に必要不可欠な代数学、三角測量法、航海術、天文学の勉学に励んだ。3年間の徒弟奉公を終えたクックはバルト海の貿易船のブリッグ「フレンドシップ号」で働き始めた。1755年にはフレンドシップ号の航海士に昇進していた。しかし、ひと月も経たぬうち、クックは、英国海軍に一介の水兵として志願入隊する。1755年の英国海軍は、七年戦争に備えて軍備を強化していた。クックは、海軍に入った方が出世できるだろうと考えたらしい。クックは、水兵の身分から瞬く間に准士官たる航海士に昇進し、海軍に入ってから僅か2年後の1757年には、航海長（士官待遇）の任用試験に合格した。この時、クックは29歳であった。
原作者中里介山は映画化にあたり、「5万円」（当時）という原作料を申し出て、これを大河内傳次郎が現金で払って評判となった。中里は本作が映画化と決まったときに、「高野弘正君を机竜之助の役に」と条件をつけた。というのも、この小説が澤田正二郎で実演されるとなったときに、主人公の「秘剣音無しの構え」がどういう構えかと質問されて困り、中西派一刀流宗家で剣道教士の高野弘正に型を創造してもらったのだが、高野の創造した構えはまったく隙がなく、優美な構えであったから、中里はすっかり高野に惚れ込んでしまったのである。驚いたのは日活本社で、当初から竜之助役は大河内と決めていたが、中里が頑として譲らず、とうとう総監督の稲垣浩に「介山を説き伏せてくれ」と泣きついてきたという。「監督の力で高野教士を竜之助に出来ぬはずはなかろう」と言う中里に、稲垣は「先生が道楽をなさろうとおっしゃるならやってみましょう。しかし、大菩薩峠は映画界始まって以来の本格的時代劇を作ろうとするもので、そうしたとき個人的な道楽が許されてもよいのでしょうか」と返した。稲垣は「二十九歳の僕がよくも大先生をつかまえてこんなことが言えたと、いま思うとひや汗ものだが、その一言で居士は配役一切を僕にまかせてくれた。そういう事情で大河内の竜之助は日の目を見たが、高野先生の竜之助はまぼろしになった」と述懐している。中里は本作制作の際に、主演の大河内に虚無僧空山を差し向けて、木刀試合をさせている。また、この映画で近藤勇が羽織の紐を首に掛けたというので、「剣聖近藤勇を冒涜するもので、日本の時代映画は根本からやり直さなければならぬ」とこの場面の撮り直しを要求してきたという。監督の稲垣浩もこの意見に賛成だったが、取り直しは時間的に無理だったため、一部分の改訂で納めた。稲垣は「しかしこの一件が、時代劇映画の格調を高めることに役立ったのは言うまでもない」とし、また「そうしたわれわれの苦心も、テレビの時代劇によって元の木阿弥になってしまった」として残念がっている。稲垣はこの映画の最初の巡礼斬りの場面で、日本の映画で初めて「サッ」と人を斬る刀の刃音を入れた。この音は、「カチンコ」を叩き合わせた「パーン」という音を逆再生したものだったが、時節柄、当局の検閲に引っ掛かった。結局「検閲保留」扱いとなっている。昭和10年当時はトーキーの出始めで、稲垣によると「フィルム編集を追い込みでやっているうちに、もう裏か表か逆さまか、わかんなくなって」、「たまたま裏返しにサウンドをかけたら『シューッ!』といい音が出て、本当にびっくりして、これだっていうんで、それを効果音に使ったんです」とのことである。