海军生涯
加入皇家海军后，库克最先在HMS鹰号（HMS Eagle）任职大副。
在1755年10月至11月，他参与鹰号分别捕获和击沉一艘法国战舰的行动，并在事后获指派兼任水手长。
在1756年3月，他首次临时执行指挥职务，负责在鹰号巡弋期间，担任附属单桅快速帆船库鲁撒号（Cruizer）的船长。
在1757年6月29日，库克在特福德（Deptford）三一府（Trinity House）通过航海长考试，让他取得资格掌管和驾驶英王舰只。在同一月，他加入HMS索尔贝号（HMS Solebay）担任海军上校罗伯特·克雷格（Captain Robert Craig）的航海长。不久以后，他在同年10月转到HMS彭布罗克号担任航海长，在北美一带服役。
当时正值七年战争，库克在1758年参与英方海陆军的联合军事行动，从法军手上成功夺取路易斯堡堡垒。此役后，在肯宁顿海滩（Kennington Beach）附近遇见绘图师萨缪尔·赫兰德（Samuel Holland），学会了使用平板仪测绘。翌年，他又先后参与了魁北克围城战役和亚伯拉罕平原战役。由于库克在军中展现出测量学和地图学方面的才能，因此他负责在围城战役期间绘制圣劳伦斯河河口大部份地区的地图，好让英方陆军主将詹姆斯·伍尔夫（Zames Wolfe）随后在亚伯拉罕平原展开有名的突袭。
英方在七年战争取得胜利后，擅于测绘的库克在1760年代还获纽芬兰总督托马斯·格雷夫斯（Thomas Graves）聘任为海事测量师，负责为纽芬兰岛参差不齐的海岸制作地图。
他最初于1763年至1764年测量该岛西北岸，随后在1765年至1766年测量比尔仁半岛（Burin Peninsula）至雷角（Cape Ray）的南岸地区，最终在1767年完成西岸地区。在五年时间当中，库克为纽芬兰海岸绘制历来首批大规模和精确的地图，他不时游走于英国和纽芬兰两地之间，春夏两季的时候负责测量地形，踏入秋冬以后就乘船返回英国，并在途中绘制航海图。
库克在测绘期间经常需要抵受恶劣的天气和环境，在当地的实地工作也进一步磨练和提升他在测绘方面的熟练技巧，使他获得海军部和皇家学会的青睐。由他绘制的纽芬兰地图甚至成为此后近200年来船只出入该地的主要参考，一至到20世纪才被更新和更精确的地图取代。库克在纽芬兰崭露头角，正值英国积极向海外探索的时期，这使他能够把握机遇，在日后的航海事业上取得更大的成就。事实上，库克也是一个抱有大志和野心的航海家，就在他完成纽芬兰的任务后不久，他在日记为自己写下了以下的一句目标：
“我打算不止于比前人走得更远，而是要尽人所能走到最远。”
