Bretagnessa Saint-Malossa syntynyt Jacques Cartier oli luultavasti jo käynyt kauppa- ja tutkimusmatkoilla Brasiliassa ja Newfoundlandissa, kun Ranskan Fransiskus I lähestyi häntä ensimmäisen kerran ranskalaisen retkikunnan järjestämisestä Uuteen maailmaan vuonna 1532. Huhtikuussa 1534 Cartier lähti kahdella aluksella löytääkseen mahdollisuuksien mukaan ”tiettyjä saaria ja maita, joista sanotaan löytyvän suuri määrä kultaa ja muita arvokkaita tavaroita.”
Cartierilla sujui huomattavan hyvin, sillä hän saavutti Newfoundlandin jo 20 päivän kuluttua. Cartierin navigointitaidoista sekä 1500-luvun merenkulusta kertoo paljon se, että hänen laskelmansa Newfoundlandin Bonavista-kapin leveysasteesta oli vain noin 11 mailin päässä sen todellisesta leveysasteesta. Belle Islen salmen länsipuolella Cartier kohtasi La Rochellen ranskalaisen aluksen. Hänen kertomuksestaan käy selvästi ilmi, että ranskalaiset ja portugalilaiset kalastajat olivat käyneet näillä rannikoilla jo jonkin aikaa. On hyvin todennäköistä, että länsieurooppalaiset kalastajat olivat kalastaneet Newfoundlandin ympärillä jo kauan ennen John Cabotin matkaa vuonna 1497.
Cartier ei pitänyt Labradorin etelärannikon maan epäystävällisestä ulkonäöstä, vaan hän kääntyi etelään Newfoundlandin länsirannikkoa pitkin, ylitti Pyhän Laurentiuksenlahden, näki hedelmällisen Prinssi Edwardin saaren ja saapui heinäkuun puolivälissä 1534 Gaspéen mantereelle. Tutkittuaan St. Lawrencen suistossa sijaitsevan Anticostin saaren, mutta jäätyään huonon sään vuoksi paitsi St. Lawrence-joesta, hän palasi Ranskaan ja saapui Saint-Maloon syyskuussa 1534.
Francis I määräsi hänet melkein heti uudelleen vaikuttavammalle retkikunnalle vuonna 1535, tällä kertaa kolmella aluksella, joihin kuului Grande Hermine. Saint-Malosta toukokuun puolivälissä lähtenyt Cartier suuntasi suoraan Pyhän Laurentiuksen suistoon, jonne hän oli jäänyt edellisenä vuonna. Alkuperäisasukkailta saamiensa tietojen avulla hän nousi suurta jokea ylöspäin, ei huomannut, miten vesi muuttui vähitellen suolaisesta makeaksi, ja saapui syyskuun alussa 1535 Stadaconan (nykyisen Quebec Cityn) irokeesikylän paikalle. Hän jatkoi jokea ylöspäin, ankkuroi laivansa Emérillonin Pyhän Pietarin järvelle ja kulki loppumatkan alkuperäiskansojen Hochelagan (nyky-Monrealin) kylään pitkäveneellä. Sinne hän saapui lokakuussa ja löysi kukoistavan, linnoitetun irokeesikylän, joka sijaitsi Mont Réaliksi kutsutun kukkulan juurella. Kukkulan huipulta hän pystyi näkemään kosket, joita myöhemmin kutsuttiin Lachineksi ja jotka estivät merenkulun länteen.
Cartier vietti talven 1535-1536 takaisin Stadaconassa, jonne hänen miehensä olivat rakentaneet alkeellisen linnoituksen. Talvi oli kylmä jopa Kanadan standardien mukaan. Marraskuun puolivälistä huhtikuun puoliväliin Cartierin alukset olivat jäässä. Vielä pahempaa oli keripukki, jonka aiheutti tuoreiden hedelmien ja vihannesten puute – käytännössä C-vitamiinin puute. Cartierin 110 miehestä vain 10 oli kunnossa helmikuussa 1536, ja 25 miestä kuoli lopulta. Alkuperäiskansoilla oli parannuskeino keripukiin, josta Cartier sai tietää juuri ajoissa: valkoisen setripuun kuoresta tehty infuusio, joka tuotti valtavia määriä C-vitamiinia ja jonka avulla miehet toipuivat nopeasti.
Cartier palasi Ranskaan toukokuussa 1536 ja otti mukaansa 10 intiaania (mukaan lukien 4 lasta) luvaten tuoda heidät seuraavalla matkallaan takaisin Kanadaan. Yhtä lukuun ottamatta kaikki heistä olivat kuitenkin kuolleet, kun seuraava retkikunta lähti liikkeelle vuonna 1541. Tällä kertaa retkikuntaa johti Jean François de la Rocque de Roberval, ja se oli paljon suurempi kuin aiemmat retkikunnat, sillä uudisasukkaita oli noin 1 500 miehen joukossa ja mukana oli kahdeksan alusta. Cartier lähti ennen Robervalia, joka odotti tykkejään, ja saapui elokuussa 1541 Stadaconaan.
Tällä kertaa Cartier asettui leiriin muutaman mailin päähän Stadaconan yläpuolelle, talvehti mukavammin kuin aiemmin ja, kun hän ei keväällä löytänyt merkkejä Robervalista, lähti kesäkuussa 1542 kohti Ranskaa. St John’sin satamassa, Newfoundlandissa, Cartier tapasi Robervalin, joka käski häntä palaamaan Quebeciin. Monista eri syistä, joista osa liittyi epäilemättä huonontuneisiin suhteisiin alkuperäisväestön kanssa, Cartier jätti mieluummin palaamatta ja lipui pimeyden turvin Ranskaan. Hän asettui maalaiskartanoon lähelle Saint-Maloa. Vuonna 1520 hän oli mennyt naimisiin Catherine des Granchesin kanssa, mutta heillä ei ollut lapsia. Cartier kuoli 1. syyskuuta 1557 Saint-Malossa.