Der in Saint-Malo in der Bretagne geborene Jacques Cartier hatte wahrscheinlich bereits Handels- und Forschungsreisen nach Brasilien und Neufundland unternommen, als Franz I. von Frankreich 1532 zum ersten Mal an ihn herantrat, um eine französische Expedition in die Neue Welt zu unternehmen. Im April 1534 brach Cartier mit zwei Schiffen auf, um, wenn möglich, „gewisse Inseln und Länder zu entdecken, von denen man sagt, dass dort eine große Menge Gold und andere kostbare Dinge zu finden sind.“
Cartier hatte einen bemerkenswert guten Lauf und erreichte Neufundland nach nur 20 Tagen. Es sagt viel über Cartiers Geschick als Seefahrer und über die Navigation des 16. Jahrhunderts aus, dass seine Berechnung des Breitengrads von Kap Bonavista, Neufundland, nur etwa 11 Meilen vom wahren Breitengrad abwich. Westlich der Straße von Belle Isle traf Cartier auf ein französisches Schiff aus La Rochelle. Aus seinem Bericht geht hervor, dass französische und portugiesische Fischer diese Küsten schon seit einiger Zeit frequentiert hatten. Es ist sehr wahrscheinlich, dass westeuropäische Fischer schon lange vor John Cabots Reise im Jahr 1497 um Neufundland herum gefischt haben.
Cartier mochte das unwirtliche Aussehen des Landes an der Südküste Labradors nicht und wandte sich entlang der Westküste Neufundlands nach Süden, überquerte den Sankt-Lorenz-Golf, sichtete die fruchtbare Prince-Edward-Insel und kam Mitte Juli 1534 in Gaspé auf dem Festland an. Nachdem er die Anticosti-Insel im Mündungsgebiet des Sankt-Lorenz-Stroms erkundet hatte, aber wegen schlechten Wetters den Sankt-Lorenz-Strom verpasst hatte, kehrte er nach Frankreich zurück und kam im September 1534 in Saint-Malo an.
Fast sofort wurde er von Franz I. für eine noch imposantere Expedition im Jahr 1535 wieder beauftragt, diesmal mit drei Schiffen, darunter die Grande Hermine. Cartier verließ Saint-Malo Mitte Mai und fuhr direkt zur Mündung des Sankt-Lorenz-Stroms, wo er im Jahr zuvor aufgebrochen war. Mit Hilfe von Informationen, die er von Eingeborenen erhalten hatte, fuhr er den großen Fluss hinauf, ohne zu bemerken, wie sich das Wasser allmählich von Salz zu Süßwasser wandelte, und kam Anfang September 1535 an der Stelle des Irokesen-Dorfes Stadacona (heute Quebec City) an. Er fuhr weiter flussaufwärts, ankerte mit seinem Schiff, der Emérillon, am St.-Peter-See und legte den Rest des Weges zum Eingeborenendorf Hochelaga (das heutige Montreal) mit dem Langboot zurück. Dort kam er im Oktober an und fand ein blühendes, befestigtes Irokesen-Dorf am Fuße eines Hügels, den er Mont Réal nannte. Von der Spitze dieses Hügels aus konnte er die Stromschnellen sehen, die später Lachine genannt wurden und die weitere Schifffahrt nach Westen blockierten.
Cartier verbrachte den Winter 1535-1536 wieder in Stadacona, wo seine Männer ein primitives Fort errichtet hatten. Es war ein kalter Winter, selbst für kanadische Verhältnisse. Von Mitte November bis Mitte April lagen Cartiers Schiffe auf dem Eis. Noch schlimmer war der Skorbut, der durch das Fehlen von frischem Obst und Gemüse ausgelöst wurde, d. h. durch den Mangel an Vitamin C. Von Cartiers 110 Männern waren im Februar 1536 nur noch 10 gesund, und 25 Männer starben schließlich. Die Eingeborenen hatten ein Mittel gegen Skorbut, von dem Cartier gerade noch rechtzeitig erfuhr: einen Aufguss aus der Rinde der weißen Zeder, der große Mengen an Vitamin C lieferte und durch den die Männer schnell wieder gesund wurden.
Cartier kehrte im Mai 1536 nach Frankreich zurück und nahm zehn Indianer (darunter vier Kinder) mit dem Versprechen mit, sie auf seiner nächsten Reise nach Kanada zu bringen. Bis zur nächsten Expedition im Jahr 1541 waren jedoch alle bis auf einen von ihnen gestorben. Diesmal stand die Expedition unter der Leitung von Jean François de la Rocque de Roberval, und sie war viel größer als die früheren, mit Siedlern unter etwa 1.500 Mann und mit acht Schiffen. Cartier brach vor Roberval auf, der auf seine Kanonen wartete, und kam im August 1541 in Stadacona an.
Diesmal schlug Cartier sein Lager einige Meilen oberhalb von Stadacona auf, überwinterte bequemer als zuvor und brach im Juni 1542, nachdem er im Frühjahr kein Zeichen von Roberval gefunden hatte, nach Frankreich auf. Im Hafen von St. John’s, Neufundland, traf Cartier auf Roberval, der ihn aufforderte, nach Quebec zurückzukehren. Aus verschiedenen Gründen, von denen einige zweifellos mit den sich verschlechternden Beziehungen zur einheimischen Bevölkerung zusammenhingen, zog Cartier es vor, nicht zurückzukehren, und schlich sich im Schutze der Dunkelheit nach Frankreich davon. Er ließ sich auf einem Landsitz unweit von Saint-Malo nieder. Im Jahr 1520 hatte er Catherine des Granches geheiratet, aber sie hatten keine Kinder. Cartier starb am 1. September 1557 in Saint-Malo.