Det sted, der skulle blive til byen Detroit, blev grundlagt den 24. juli 1701 af Antoine de la mothe Cadillac, en fransk militærleder og handelsmand. Cadillac havde rejst vidt omkring i Ny Frankrig og de vestlige Store Søer og var kommandant for Fort Michilimackinac ved sammenløbet af søerne Huron og Michigan.
I 1698 vendte Cadillac tilbage til Frankrig for at anmode kong Ludvig XIV om tilladelse til at etablere en fransk forpost langs “le détroit” (strædet), den vandvej, der forbinder søerne Erie og Huron. I 1700 lykkedes det Cadillac at overtale kongens marineminister, Jérôme Phélypeaux Comte de Pontchartrain, til at give tilladelse til en ekspedition for at etablere ikke en post, men en bosættelse. Cadillac håbede at foregribe briternes forsøg på at besætte et nærliggende område samt at starte en koloni, der kunne overleve på den rige jord og mulighederne for pelsfangst i regionen.
Cadillacs følge af soldater, missionærer og kolonister tog af sted fra Montreal den 5. juni 1701. Ekspeditionen rejste ad Ottawa-floden, gennem Nipissing-søen, ud ad French River til Georgian Bay, Huron-søen, St. Clair-floden, Lake St. Clair og til sidst Detroit-floden, og gjorde holdt for natten på Grosse Ile den 23. juli.
Den næste dag vendte flotillen på 25 både tilbage opstrøms. De valgte den smalleste del af floden, på et højt punkt på den nordlige bred, der ikke var afskærmet af nogen ø og dermed let at forsvare, som stedet for Fort Pontchartrain, til ære for den franske marineminister, der havde godkendt deres rejse. Det fulde navn, Fort Pontchartrain du détroit, gav Detroit sit navn. To dage senere, den 26. juli, Saint Anne’s Day, begynder de at bygge et kapel opkaldt til hendes ære, den første Ste. Anne’s Church. I september ankom de første kvinder, Madame Cadillac og Madame Tonty, hustruen til Cadillacs premierløjtnant.
Cadillac havde beføjelse til at tilegne sig og tildele jord til nybyggere. Fra 1707 tildelte han gårde, der strakte sig to eller tre miles ind i landet og blev anlagt med smalle flodbredder. Disse unikt udformede parceller blev kendt som “ribbonfarme”, hvoraf nogle af deres grænser i dag er identificeret ved gader, der er opkaldt efter de oprindelige bosættere.
Indfødte amerikanere blev opfordret til at bosætte sig omkring fortet for at opnå gensidig beskyttelse og for at lette pelshandlen. Cadillac fremmede endda ægteskab mellem franske mænd og indianske kvinder. Men blandingen af stammer var ikke altid fredelig, og væksten i bosættelsen blev hæmmet af Cadillacs upopularitet. Da han blev udnævnt til guvernør i Louisiana i 1710, aftog opmærksomheden fra hans sponsor, Pontchartrain.
I de næste 50 år forblev Detroit en lille grænsebosættelse bestående af soldater, håndværkere, fangere, jægere, landmænd og handlende med en økonomi, der var centreret om pelshandel og landbrug. Hele landsbyen, herunder stockade, gader og bygninger, optog et område på kun én byblok, afgrænset af de nuværende gader Griswold, Fort, Shelby og Larned, og blev kendt som Fort Detroit fra 1751. Detroit forblev en fransk bosættelse indtil en britisk overtagelse i 1760, efter den franske og indianske krig.