Der Ort, der zur Stadt Detroit werden sollte, wurde am 24. Juli 1701 von Antoine de la mothe Cadillac, einem französischen Militärführer und Händler, gegründet. Cadillac hatte Neufrankreich und die westlichen Großen Seen weit bereist und war Kommandant von Fort Michilimackinac an der Einmündung des Huron- und Michigansees.
Im Jahr 1698 kehrte Cadillac nach Frankreich zurück, um König Ludwig XIV. um die Erlaubnis zu bitten, einen französischen Außenposten an der Meerenge zu errichten, die den Erie- und den Huron-See verbindet. Im Jahr 1700 gelang es Cadillac, den königlichen Marineminister Jérôme Phélypeaux Comte de Pontchartrain davon zu überzeugen, eine Expedition zu genehmigen, um nicht nur einen Posten, sondern eine Siedlung zu errichten. Cadillac hoffte, den britischen Versuchen, ein nahe gelegenes Gebiet zu besetzen, zuvorkommen zu können und eine Kolonie zu gründen, die von den reichen Böden und den Möglichkeiten der Pelzjagd in der Region leben konnte.
Cadillacs Gefolge aus Soldaten, Missionaren und Kolonisten brach am 5. Juni 1701 von Montreal auf. Die Expedition reiste über den Ottawa River, durch den Nipissing-See, den French River hinunter in die Georgian Bay, den Huron-See, den St. Clair River, den St. Clair-See und schließlich den Detroit River, wo sie am 23. Juli auf der Grosse Ile übernachtete.
Am nächsten Tag kehrte die Flottille von 25 Booten stromaufwärts zurück. Zu Ehren des französischen Marineministers, der ihre Reise genehmigt hatte, wählten sie die schmalste Stelle des Flusses auf einem hohen Punkt des Nordufers, der von keiner Insel umgeben und daher leicht zu verteidigen war, als Standort für Fort Pontchartrain. Der vollständige Name, Fort Pontchartrain du détroit, gab Detroit seinen Namen. Zwei Tage später, am 26. Juli, dem Tag der Heiligen Anna, begannen sie mit dem Bau einer nach ihr benannten Kapelle, der ersten Ste. Anne’s Church. Im September trafen die ersten Frauen ein, Madame Cadillac und Madame Tonty, die Frau von Cadillacs erstem Leutnant.
Cadillac war befugt, sich Land anzueignen und dieses an Siedler zu vergeben. Ab 1707 vergab er Farmen, die sich zwei oder drei Meilen landeinwärts erstreckten und mit einer schmalen Flussfront angelegt waren. Diese einzigartig gestalteten Grundstücke waren als „Ribbon Farms“ bekannt, deren Grenzen heute teilweise durch Straßen gekennzeichnet sind, die nach den ursprünglichen Siedlern benannt sind.
Die amerikanischen Ureinwohner wurden ermutigt, sich zum gegenseitigen Schutz und zur Erleichterung des Pelzhandels in der Nähe des Forts niederzulassen. Cadillac förderte sogar die Eheschließung zwischen französischen Männern und indianischen Frauen. Die Vermischung der Stämme verlief jedoch nicht immer friedlich, und das Wachstum der Siedlung wurde durch Cadillacs Unbeliebtheit gebremst. Als er 1710 zum Gouverneur von Louisiana ernannt wurde, erlahmte die Aufmerksamkeit seines Förderers Pontchartrain.
In den nächsten 50 Jahren blieb Detroit eine kleine Grenzsiedlung, die aus Soldaten, Handwerkern, Fallenstellern, Jägern, Bauern und Händlern bestand und deren Wirtschaft sich auf den Pelzhandel und die Landwirtschaft konzentrierte. Das gesamte Dorf, einschließlich der Palisaden, Straßen und Gebäude, nahm eine Fläche von nur einem Häuserblock ein, der von den heutigen Straßen Griswold, Fort, Shelby und Larned begrenzt wurde, und war ab 1751 als Fort Detroit bekannt. Detroit blieb bis zur Übernahme durch die Briten im Jahr 1760 im Anschluss an den Franzosen- und Indianerkrieg eine französische Siedlung.