В возрасте восемнадцати лет Джеймс поступает юнгой на торговый бриг «Фрилав», а затем переводится на другое судно. Во время службы на корабле Джеймс самостоятельно изучает астрономию, математику, географию, навигацию и картографию.
В 27 лет Джеймс записался матросом в Королевский военно-морской флот. Признав его таланты, через месяц службы его повысили до звания боцмана. В 1756 году началась Семилетняя война между Великобританией, Францией, Германией и Испанией за раздел колониальных земель. Но в военных действиях Джеймс Кук участия практически не принимал — в это время он занимался тем, что плавал вдоль Канадского берега, составляя карту побережья и нанося на неё линию фарватера.
В 1760 году Джеймсу Куку присвоили звание капитана и доверили возглавлять военный корабль «Ньюфаундленд». Через два года капитан вернулся на родину, женился. Его карты нашли признание и широко использовались в лоциях.
В то время мир имел ещё недостаточное представление о форме земного шара. И в поисках новых земель для колонизации, Англия организовала первую кругосветную экспедицию. 26 августа 1768 года эту экспедицию возглавил Кук на трёхмачтовом корабле «Индевор». 10 апреля 1769 года корабль прибыл к берегам Таити. Приказом Адмиралтейства команда была обязана вести миролюбивую политику по отношению к местным аборигенам с целью более лёгкой колонизации их земель в будущем. Но из-за больших различий между культурами англичан и аборигенов, вооруженные конфликты всё же случались. Проплывая мило берегов Новой Зеландии, Кук узнал, что остров не целый, а поделён проливом. Этот пролив стал называться проливом Кука. Далее капитан Кук открыл пролив между Австралией и островом Новая Гвинея и Большой Барьерный Риф. Во время стоянки у восточного берега Австралии, на материке Кук обнаружил множество новых видов растений и животных. Там он впервые увидел кенгуру. В ходе экспедиции команда потерпела большие потери из-за вспышки дизентерии и цинги. В 1771 году «Индевор» в составе 12 человек вернулся в Англию.
Вторая кругосветная экспедиция была собрана в 1772 году. Её цели были те же, что и в первый раз — найти на юге ещё не захваченные земли. В распоряжении Кука на этот раз было два корабля. Правление флагманским судном «Резолюшн» взял на себя Джеймс Кук, а шлюпом «Эдвенчер» командовал капитан Тобиас Фюрно. Также в экспедиции приняли участие ученые этнографы, ботаники и зоологи. На этот раз корабли направились в противоположном направлении. Обогнув мыс Доброй Надежды, команда последовала в сторону Антарктиды, о существовании которой в то время никто не подозревал. Заплывая всё южнее, из-за дрейфующих льдов и густого тумана, корабли потеряли друг-друга. В ледяных местных водах команда наблюдала стада синих китов. Так и не найдя второй корабль, «Резолюшн» отправился на восток. В июне 1773 года корабли встретились у берегов Новой Зеландии. Именно в этой экспедиции капитан Джеймс Кук понял что, считавшаяся тогда смертельной болезнью, цинга лечится включением в рацион фруктов. Направляясь к северу от Новой Зеландии, капитан поставил целью изучить острова Тонга и Кермаден. Там команда столкнулась с варварскими нравами туземцев и потеряла несколько человек. Все они стали жертвами каннибализма. Покинув враждебные острова, корабль направился на юг, но ходу судна помешали непроходимые льды Антарктиды. На обратном пути в Англию Кук обнаружил остров к востоку от Австралии, назвав его Новая Каледония. В 1775 году корабль остановился на отдых в Кейптауне, откуда вернулся к берегам Великобритании.
Вскоре, совсем недолго побыв со своей женой и шестью детьми, капитан Кук отправился в своё третье кругосветное плавание. Адмиралтейство поставило перед ним задачу найти на северо-западе наиболее короткий путь из Англии в Австралию. В июле 1776 года, уже зарекомендовавший себя в предыдущем путешествии, «Резолюшн» во главе с Джеймсом Куком и новый «Дискавери» под командованием Чарльза Клерка отправились в плавание. По уже известному пути, «Резолюшн» прибыл в Кейптаун для ремонта, а затем отправился в сторону Австралии. Для того, чтобы доработать карты, Джеймс Кук снова посетил острова каннибалов, но на этот раз туземцы не стали нападать на команду, испугавшись её мощного вооружения. В начале 1777 года корабли взяли курс на север и 24 декабря наткнулись на крупный атолловый остров, который Кук назвал Остров Рождества. Продолжая свой путь на север, 18 января 1778 года Кук открыл Гавайские острова, пробыв там до 2 февраля. Продолжив свой путь к берегам Северной Америки, корабли получили повреждения и стояли на ремонте до конца апреля. Пройдя мимо берегов Аляски, через Берингов пролив, экспедиция попала в Чукотское море, но толстый слой льда на воде не дал возможности продвинуться дальше. Развернув корабли обратно, Кук решил перезимовать на Гавайских островах.
Встав на стоянку 16 января 1779 года, команда сначала встретила всеобщее одобрение со стороны аборигенов. Изначально местное население даже приняло Кука за бога, но вскоре, наблюдая за жизнедеятельностью команды, аборигены поняли, что это не так и начали периодические разграбления кораблей. Желая избежать набегов, Кук отчалил от берегов Гавайев, но 10 февраля сильный шторм вынудил его вернуться. Настроение гавайцев стало ещё более враждебным, и кражи корабельного имущества только усугубились. 14 февраля с «Резолюшн» был украден баркас. Кук предпринял попытку вернуть лодку, взяв в заложники местного вождя, что спровоцировало агрессию аборигенов и переросло в стычку между местными и командой. В результате стычки большей части команды удалось спастись, но погибли трое матросов и капитан Джеймс Кук. Он был смертельно ранен копьём в затылок. Капитан второго корабля, Чарльз Клерк, потреботал у гавайцев выдачи тела Кука, а в ответ на отказ их деревня была обстреляна пушечными ядрами. Через два дня аборигены доставили на корабль обглоданные останки тела капитана, которые 22 февраля 1779 года под оружейный залп были захоронены в море.
