24 октября 1778 года корабли покинули Алеутские острова и 26 ноября достиглиГавайских островов, однако подходящая стоянка для кораблей была найдена только 16 января 1779 года. Жители островов — гавайцы — сосредоточились вокруг кораблей в большом количестве; Кук в своих записях оценивал их число в несколько тысяч. Позднее стало известно, что высокий интерес и особенное отношение островитян к экспедиции объяснялись тем, что они приняли Кука за одного из своих богов. Хорошие отношения, установившиеся поначалу между членами экспедиции и гавайцами, начали, однако, быстро портиться; с каждым днём количество хищений, совершаемых гавайцами, возрастало, а стычки, возникавшие из-за попыток вернуть украденное, становились всё горячее.

Чувствуя, что обстановка накаляется, Кук 4 февраля покинул залив, однако начавшийся вскоре шторм нанёс серьёзный ущербтакелажу «Резолюшн» и 10 февраля корабли были вынуждены вернуться для ремонта (другой якорной стоянки поблизости не было). Паруса и части такелажа свезли на берег для ремонта. Отношение гавайцев к экспедиции стало тем временем откровенно враждебным. В окрỳге появилось много вооружённых людей. Число краж увеличилось. 13 февраля с палубы «Резолюшн» были украдены клещи. Попытка их вернуть оказалась неудачной и закончилась открытым столкновением.

На следующий день, 14 февраля, был украден баркас с «Резолюшн». Для того, чтобы вернуть украденное имущество, Кук решил взять на борт в качестве заложника Каланиопу, одного из местных вождей.

Высадившись на берег с группой вооружённых людей, состоявшей из десяти морских пехотинцев во главе с лейтенантом Филипсом, он прошёл к жилищу вождя и пригласил его на корабль. Приняв предложение, Каланиопа последовал за англичанами, однако у самого берега отказался следовать дальше, предположительно поддавшись уговорам жены.

Тем временем на берегу собралось несколько тысяч гавайцев, которые окружили Кука и его людей, оттеснив их к самой воде. Среди них разнёсся слух, что англичане убили нескольких гавайцев (в дневниках капитана Клерка упомянут один туземец, убитый людьми лейтенанта Рикмена незадолго до описываемых событий), и эти слухи, а также не вполне однозначное поведение Кука, подтолкнули толпу к началу враждебных действий. В начавшейся схватке сам Кук и четверо матросов погибли, остальным удалось отступить на корабль. Есть несколько противоречивых свидетельств очевидцев тех событий, и по ним сложно судить о том, что же произошло на самом деле. С достаточной степенью достоверности можно лишь сказать, что среди англичан началась паника, команда стала беспорядочно отступать к шлюпкам, и в этой суматохе Кук был убит гавайцами (предположительно ударом копья в затылок).

Из дневника лейтенанта Кинга:

«Увидев, что Кук упал, гавайцы издали победоносный вопль. Тело его тут же втащили на берег, и окружавшая его толпа, жадно выхватывая кинжал друг у друга, принялась наносить ему множество ран, так как каждый хотел принять участие в его уничтожении».

Таким образом, вечером 14 февраля 1779 года 50-летний капитан Джеймс Кук был убит жителями Гавайских островов. Капитан Клерк в своих дневниках подчёркивает: если бы Кук отказался от вызывающего поведения перед лицом многотысячной толпы и не начал расстреливать гавайцев, несчастного случая удалось бы избежать. По словам лейтенанта Филипса, гавайцы не собирались препятствовать возвращению англичан на корабль и тем более нападать, а многочисленность собравшейся толпы объяснялась их беспокойством за судьбу короля (небезосновательным, если иметь в виду ту цель, с которой Кук приглашал Каланиопу на корабль).

Из дневников капитана Клерка:

Рассматривая всё это дело в целом, я твёрдо уверен, что оно не было бы доведено до крайности туземцами, если бы капитан Кук не предпринял попытку наказать человека, окружённого толпой островитян, всецело полагаясь на то, что в случае необходимости солдаты морской пехоты смогут огнём из мушкетов рассеять туземцев. Подобное мнение, несомненно, основывалось на большом опыте общения с различными индейскими народностями в различных частях света, но злосчастные сегодняшние события показали, что в данном случае это мнение оказалось ошибочным.

Имеются веские основания, позволяющие предположить, что туземцы не зашли бы так далеко, если бы, к несчастью, капитан Кук не выстрелил по ним: за несколько минут до этого они начали расчищать путь для солдат, с тем чтобы последние могли добраться до того места на берегу, против которого стояли шлюпки (я уже об этом упоминал), таким образом давая капитану Куку возможность уйти от них.

После смерти Кука должность начальника экспедиции перешла к капитану «Дискавери» Чарльзу Клерку. Клерк пытался добиться выдачи тела Кука мирным путём. Потерпев неудачу, он распорядился провести военную операцию, в ходе которой высадившийся под прикрытием пушек десант захватил и сжёг дотла прибрежные поселения и отбросил гавайцев в горы. После этого гавайцы доставили на «Резолюшн» корзину с десятью фунтами мяса и человеческую голову без нижней челюсти. 22 февраля 1779 года останки Кука были захоронены в море. Капитан Клерк умер от туберкулёза, которым был болен на протяжении всего плавания. В Англию корабли вернулись 7 октября 1780 года.

Результаты экспедиции

Основная цель экспедиции — открытие Северо-Западного прохода — не была достигнута. Были открыты Гавайские острова,остров Рождества и некоторые другие острова.