Místo, které se mělo stát městem Detroit, založil 24. července 1701 francouzský vojevůdce a obchodník Antoine de la mothe Cadillac. Cadillac hodně cestoval po Nové Francii a západní části Velkých jezer a byl velitelem pevnosti Michilimackinac na soutoku jezer Huron a Michigan.
V roce 1698 se Cadillac vrátil do Francie, aby požádal krále Ludvíka XIV. o povolení zřídit francouzskou základnu podél „le détroit“ (úžiny), vodní cesty spojující jezera Erie a Huron. V roce 1700 Cadillac úspěšně přesvědčil králova ministra námořnictví Jérôma Phélypeauxe hraběte de Pontchartrain, aby povolil výpravu za účelem založení nikoli stanoviště, ale osady. Cadillac doufal, že zabrání pokusům Britů obsadit nedalekou oblast a také založí kolonii, která by mohla přežít díky bohaté půdě a možnostem lovu kožešin v regionu.
Cadillacova družina vojáků, misionářů a kolonistů vyrazila z Montrealu 5. června 1701. Výprava cestovala po řece Ottawě, přes jezero Nipissing, po French River do Georgianského zálivu, Huronského jezera, řeky St. Clair, jezera St. Clair a nakonec po řece Detroit a 23. července se zastavila na noc na ostrově Grosse Ile.
Následujícího dne se flotila 25 lodí vrátila proti proudu řeky. Na počest francouzského ministra námořnictví, který jejich cestu schválil, vybrali jako místo pro pevnost Pontchartrain nejužší část řeky na vysokém místě severního břehu, neomezeném žádným ostrovem, a tudíž snadno hájitelném. Plný název Fort Pontchartrain du détroit dal Detroitu jeho jméno. O dva dny později, 26. července, na den svaté Anny, začali stavět kapli pojmenovanou na její počest, první kostel Ste. Anne. V září dorazily první ženy, paní Cadillacová a paní Tontyová, manželka Cadillacova prvního poručíka.
Cadillac měl pravomoc přivlastňovat si půdu a udělovat ji osadníkům. Od roku 1707 uděloval farmy, které sahaly dvě až tři míle do vnitrozemí a byly rozvrženy s úzkou frontou k řece. Tyto jedinečně koncipované pozemky byly známé jako „stuhové farmy“, jejichž některé hranice jsou dnes označeny ulicemi pojmenovanými po původních osadnících.
Domorodí Američané byli vybízeni, aby se usadili v okolí pevnosti kvůli vzájemné ochraně a usnadnění obchodu s kožešinami. Cadillac dokonce podporoval sňatky mezi francouzskými muži a indiánskými ženami. Směsice kmenů však nebyla vždy mírumilovná a růst osady brzdila Cadillacova neoblíbenost. Když se v roce 1710 stal guvernérem Louisiany, pozornost jeho sponzora Pontchartraina ochabla.
Během následujících 50 let zůstal Detroit malou pohraniční osadou složenou z vojáků, řemeslníků, traperů, lovců, zemědělců a obchodníků, jejíž ekonomika se soustředila na obchod s kožešinami a zemědělství. Celá osada, včetně stockade, ulic a budov, zabírala plochu pouhého jednoho městského bloku ohraničeného dnešními ulicemi Griswold, Fort, Shelby a Larned a od roku 1751 byla známá jako Fort Detroit. Detroit zůstal francouzskou osadou až do britského převzetí v roce 1760, které následovalo po francouzské a indiánské válce.