Raja Perancis, François I, melantikkan Cartier untuk mencari "certaines îles et pays où l'on dit qu'il se doit trouver grande quantité d'or et autres riches choses" ("pulau-pulau dan tanah-tanah yang dikatakan mempunyai banyak emas dan kekayaan yang lain").

Pada tahun 1534, Cartier memulakan pelayarannya dengan penuh harapan untuk menemui laluan barat ke pasaran-pasaran yang kaya di Asia. Bermula daripada 10 Mei dalam tahun itu, beliau menjelajah sebahagian Newfoundland serta bahagian-bahagian yang kini merupakan Kanada Samudera. Melalui sistem barter, beliau menukarkan bulu dengan orang India Micmac (kemungkinannya dekat Teluk Chaleur), dan mendapat tahu tentang sebatang sungai yang lebih jauh di barat (St. Lawrence) yang beliau berharap akan merupakan laluan ke Asia yang lama dicarinya.

Bagaimanapun, Cartier tidak mencapai Sungei St Lawrence sewaktu pelayaran sulung ini. Sebaliknya, beliau masuk ke Teluk Gaspé, dan mendarat buat pertama kali di tempat yang kini dipanggil Gaspé, Quebec. Cartier menanam sebuah salib yang tingginya 30 kaki dan menuntut wilayah itu untuk negara Perancis. Beliau membohongkan Ketua Donnacona bahawa salib itu hanya merupakan mercu tanda dan tidak beberapa mustahak. Sewaktu pelayaran ini, Cartier menangkap dua orang anak Ketua Donnacona, iaitu Domagaya dan Taignoagny, dan membawa mereka balik ke Perancis. Cartier juga membina hubungan diplomatik dengan orang-orang asli.