Паллисер, земляк Кука, получив о своем новом подчиненном прекрасные отзывы от одного из членов парламента, тесно связанного с фирмой Уокер, неизменно оказывал Куку покровительство: это было одно из немногих достойных дел, совершенных Паллисером на морской службе.
Летом 1757 г. Кук был назначен штурманом на 64-пушечный корабль «Пемброк».
«Пемброк» в 1758 г. в составе большой флотилии, на которой направлялись в Канаду английские экспедиционные части, совершил переход через Атлантический океан. В следующем, 1759 г. Кук блестяще провел в очень трудных условиях работы по промеру фарватера реки Св. Лаврентия; во многом эти работы обеспечили успех наступательных операций британского флота, благодаря которым была взята столица Канады Квебек. После падения Квебека Кук был назначен в сентябре 1759 г. на корабль «Нортумберленд», флагман флотилии контр-адмирала Александра Колвилла. Всю зиму 1759–1760 гг. судно простояло в порту Галифакс, где в часы досуга Кук основательно изучил математику и астрономию. Осенью 1762 г. Кук блестяще выполнил задание по топографической съемке бухты Пласеншия на Ньюфаундленде и обследовал западное побережье острова.
В конце 1762 г. Кук на короткое время возвратился в Англию, где женился на Елизавете Баттс, девушке, которую он, видимо, знал уже много лет (кстати сказать, Елизавета Баттс пережила Кука на 56 лет и умерла в 1835 г.). В 1763 г. по окончании Семилетней войны Кук руководил работами по съемке побережья островов Сен-Пьер и Микелон, лежащих близ южного побережья Ньюфаундленда. В 1764 г. губернатором Ньюфаундленда стал Паллисер, назначивший Кука командиром корабля «Гренвилл». На «Гренвилле» Кук провел работы по съемке различных участков побережья острова. В 1765 г. он на короткое время был откомандирован в Вест-Индию, где составил лоции Гондурасского залива.
В 1766 г. Кук на острове Бургео у юго-западной оконечности Ньюфаундленда провел наблюдение над солнечным затмением (Отчет об этих наблюдениях был опубликован в журнале Королевского общества «Philosophical Transactions», в 1767 г. Лоция Гондурасского залива, составленная Куком, вышла в свет в 1769 г.). Имя Кука было уже известно, таким образом, и Адмиралтейству и Королевскому Обществу, и поэтому его кандидатура на пост командира экспедиционного корабля, выдвинутая в конце марта или в начале апреля 1768 г. Паллисером (который был в то время инспектором флота и начальником Корабельной Палаты), была одобрена Советом Адмиралтейства.
