1770年 1月 14日，努力号掉头向东，完成了一个圆形航线。库克忽然发现了一个很宽很深的海峡，并有一片碧绿的多山的陆地在向南边延伸。他感到很惊讶，这显然表朋新西兰不是单一的岛，而是两个岛。但不久努为号就遇到了一个小障碍，船上的帆具坏了些，船速也慢了下来。库克下令把努力号开进一个被他命名为夏洛特皇后湾的小港内停泊整修。这个避风港内到处鸟语花香，清泉淙淙，遍地长满了野芹和抗坏血病的药草。库克见了，满心欢喜，他立即把夏洛特皇后湾宣布为英国所有。
在夏洛特皇后湾修整了几天后，努力号又扬帆向东，紧接着又穿过了一个狭长的大海峡，这个海峡就是现在的库克海峡。努力号朝南按顺时针方向绕新西兰的其余部分继续航行。库克想弄清楚新西兰的确切形状到底是什么样，结果他完成了一个 8字形的海岸航行线。1770年 3月底，库克再次回到了夏洛特皇后湾，他画出了第一张清晰的新西兰群岛图。这张图线条明朗，极为准确，为后来许多航海家所称道。
库克对他所发现的新西兰进行宣传，希望英国尽快实现对此的殖民占领。他在日记中说：“如果有一个勤劳的民族在此定居，他们不仅很快就能有生活必需品，而且还能拥有大量的奢侈品。”这实际上是在替殖民活动作宣传，也反映了当时英国隐在探险和开发新大陆背后的殖民扩张的真正目的。尽管库克作了大量鼓吹，但当时的英国仍然没有力量来新西兰进行殖民扩张。直至18世纪 60年代，真正的殖民活动才开始；1840年，新西兰为英国所有，成为英国很重要的一个殖民地。