Vào năm 1865, Pemberton đã bị thương trong trận chiến ở Columbus, Georgia, và như nhiều chiến binh bị thương khác, ông bắt đầu thử nghiệm với coca và những loại rượu coca, cuối cùng tạo ra một mẫu mới của Vin Mariani, gồm hạt kola và damiana, ông gọi là Rượu Coca kiểu Pháp của Pemberton.[3][4]

Ban đầu, Pemberton chỉ định sáng chế ra một loại thuốc bình dân giúp chống đau đầu và mệt mỏi. Ông đã mày mò và thử nghiệm, pha chế thành công một loại siro có màu đen như cà phê. Loại siro này trộn với nước lạnh sẽ có thể được một thứ nước chống nhức đầu và tăng sảng khoái.Pemberton giữ lại công thức sáng chế này, chỉ biết rằng thành phần quan trọng nhất của loại đồ uống này chứa một tỷ lệ nhất định tinh dầu được chiết suất từ quả và lá của cây Kola. Đây là loại cây chỉ có ở khu vực rừng nhiệt đới Nam Mỹ, thành phần chứa một lượng đáng kể cacaine và caffeine. Vì thế thuốc có tác dụng làm sảng khoái, chống đau đầu, mệt mỏi. Cái tên Coca Cola cũng bắt nguồn từ đó. Pemberton đã thay chữ "K" bằng chữ "C" có vẻ dễ nhìn và quen thuộc hơn.

Sau khi sáng chế ra Coca Cola, Pemberton rất vui sướng và đã đi khắp nơi chào bán loại nước uống này, đặc biệt tại các quán "Soda-bar" đang thịnh hành ở thành phố Atlanta. Tuy nhiên, Pemberton đã rất thất vọng vì không ai chịu uống thử Coca Cola. Nó có màu nâu đen và mọi người đều coi đó là thuốc chứ không phải một loại nước giải khát đơn thuần. Công thức Coca Cola chỉ thực sự trở thành nước giải khát nhờ một nhân viên trong quán bar "Jacobs Phamarcy" khi nhân viên này đã nhầm lẫn pha siro Coca Cola với nước soda thay vì nước lọc bình thường theo công thức của Pemberton.