Det område som skulle bli staden Detroit grundades den 24 juli 1701 av Antoine de la mothe Cadillac, en fransk militärledare och handelsman. Cadillac hade rest mycket i Nya Frankrike och de västra stora sjöarna och var befälhavare för Fort Michilimackinac vid korsningen av sjöarna Huron och Michigan.
År 1698 återvände Cadillac till Frankrike för att be kung Ludvig XIV om tillstånd att upprätta en fransk utpost längs ”le détroit” (sundet), den vattenväg som förbinder sjöarna Erie och Huron. År 1700 lyckades Cadillac övertala kungens marinminister, Jérôme Phélypeaux Comte de Pontchartrain, att godkänna en expedition för att etablera inte en post utan en bosättning. Cadillac hoppades kunna förhindra brittiska försök att ockupera ett närliggande område samt starta en koloni som skulle kunna överleva på den rika jorden och möjligheterna till pälsfångst i regionen.
Cadillacs följe av soldater, missionärer och kolonister gav sig iväg från Montreal den 5 juni 1701. Expeditionen färdades via Ottawafloden, genom Nipissingsjön, ut på French River till Georgian Bay, Huronsjön, Clairfloden, Lake St. Clair och slutligen Detroitfloden och stannade för natten på Grosse Ile den 23 juli.
Dagen därpå återvände flottiljen på 25 båtar uppströms. De valde den smalaste delen av floden, på en hög punkt på den norra stranden, som inte hindras av någon ö och därmed är lätt att försvara, som plats för Fort Pontchartrain, för att hedra den franske marinministern som godkänt deras resa. Det fullständiga namnet, Fort Pontchartrain du détroit, gav Detroit sitt namn. Två dagar senare, den 26 juli, Saint Anne’s Day, började de bygga ett kapell till hennes ära, den första Ste Anne’s Church. I september anlände de första kvinnorna, Madame Cadillac och Madame Tonty, hustru till Cadillacs förste löjtnant.
Cadillac hade befogenhet att tillägna sig och bevilja mark till nybyggare. Från och med 1707 tilldelade han gårdar som sträckte sig två eller tre mil inåt landet och som anlades med smala flodfronter. Dessa unikt utformade tomter var kända som ”bandgårdar” och vissa av deras gränser identifieras i dag av gator som är uppkallade efter de ursprungliga bosättarna.
Infödda amerikaner uppmuntrades att bosätta sig runt fortet för ömsesidigt skydd och för att underlätta pälshandeln. Cadillac uppmuntrade till och med blandäktenskap mellan franska män och indianska kvinnor. Blandningen av stammar var dock inte alltid fredlig och bosättningens tillväxt hämmades av Cadillacs impopularitet. När han 1710 utsågs till guvernör i Louisiana avtog uppmärksamheten från hans sponsor Pontchartrain.
Under de följande 50 åren förblev Detroit en liten gränsbosättning som bestod av soldater, hantverkare, trappjägare, jägare, jordbrukare och handelsmän med en ekonomi inriktad på pälshandel och jordbruk. Hela byn, inklusive stockade, gator och byggnader, upptog ett område på endast ett kvarter som gränsade till de nuvarande gatorna Griswold, Fort, Shelby och Larned och var känd som Fort Detroit från och med 1751. Detroit förblev en fransk bosättning fram till ett brittiskt övertagande 1760, efter det franska och indianska kriget.