1911年，新当选的费城改革派市长请泰勒协助处理市政管理问题。泰勒再次派库克前去解决问题。库克直接在新组建的费城市政府中担任了4年（1912～1916年）公共工程局局长，全面推行改革措施。

在新的管理机构中，库克负责指导公共事业，并把科学管理思想引入费城的管理中，其中主要有：在市政机关率先推行职能组织，用专业分工来强化技术效用；雇用了一批专家，解雇了上千名靠关系、靠党派来“吃财政”的员工；在市政人员中设立了退休基金和福利基金；设立了“城市经理”，用专业化的个人负责制代替空谈式的委员会制；建立决策前征询意见和沟通信息的渠道，以对话方式增强普通员工与管理阶层的合作；修改了预算程序，突出预算的计划和控制职能。这些改革，涉及市政管理中的市民导向、人事管理、财务控制、装备更新、公共关系等方面。

这些改革的效益是明显的：4年中，他节省了100多万美元的垃圾收集成本，降低了125万美元的公共事业费用，解雇了1000名低效的工人，建立了养老金和福利基金，开辟了工人和管理者之间的交流渠道。库克对这场改革的总结，集中反映在1918年出版的《我们的城市在觉醒》一书中。他强调，只要实施科学管理，就能更好地管理市政工作，企业中的高效率、低成本，完全可以移植在市政管理中，实现社会服务的少收钱、多办事。库克是这样描述这一改革的：科学管理能够使市政管理走出烟雾弥漫的房间，走向阳光灿烂的天地。