Po powstaniu federacji Po powstaniu zjednoczonej Australii w 1901, Cook został wybrany do parlamentu federalnego. Został zastępcą George’a Reida jako lidera partii, jednak nie wszedł do kierowanego przez Reida rządu. W 1908 przejął kierownictwo partii i doprowadził do jej połączenia z Partią Protekcjonistyczną. Nowo powstałe ugrupowanie nazwano Związkową Partią Liberalną, a Reid został wiceprzewodniczącym u boku Alfreda Deakina. W latach 1909–1910 stał też na czele resortu obrony w gabinecie Deakina. Liberałowie przegrali wybory w 1910, ale dla Cooka oznaczało to przejęcie sterów partii. Po kolejnych wyborach, w 1913, jego partia zdobyła jednomandatową przewagę w Izbie Reprezentantów. Jednocześnie ALP było górą w Senacie. Cook został premierem, ale musiał kierować w krajem w warunkach uniemożliwiającej normalne rządzenie kohabitacji. Postanowił rozwiązać parlament, jednak w czasie kampanii wyborczej przed kolejnym głosowaniem wybuchła I wojna światowa i ALP zdołała pokonać liberałów, wykorzystując dzielące obie partie różnice w sprawach wojskowych.