Первое плавание Картье завершилось 5 сентября 1534 года, а уже 30 октября он получил от своего патрона графа Филиппа Шабо де Бриона поручение короля Франциска I совершить второе путешествие в западные земли на трех кораблях в течение 15 месяцев для открытия земель за Ньюфаундлендом. Король выделил на эту экспедицию только часть денег, а остальные Картье пришлось получать от его местных друзей и состоятельных людей. Но на этот раз Франциск предоставил в распоряжение капитана флотилии три парусника — «Ля Гранд Эрмин», «Ля Петит Эрмин» и «Лэмирийон». 19 мая 1535 года эти три судна со 119 членами экипажей вышли в Атлантику, взяв курс на залив Святого Лаврентия.
Сначала погода была очень благоприятной, но через неделю начался сильный шторм, который безжалостно трепал суда в течение целого месяца, а в конце июня разбросал их так, что они потеряли друг друга из виду. После 50 дней флагман «Ля Гранд Эрмин» встал на якорь у возникшего перед ним острова Фанк на подступах к Ньюфаундленду. Здесь была устроена короткая передышка, после которой Картье сразу направился в понравившуюся ему раньше бухту Блан Саблон на южном берегу Лабрадора, куда он прибыл 15 июля и где два других парусника появились только через 11 дней. В течение трех дней экипажи занимались ремонтом, сбором дров и заправкой воды. 29 июля экспедиция вышла на запад к устью реки Святого Лаврентия в незнакомые земли.
По пути следования попадалось так много мелких островов, что Картье даже не всем давал названия. 10 августа он вошел в удобную бухту защищенную двумя островами, и назвал ее именем Святого Лаврентия. Это было то название, которое последующие путешественники дадут всему обширному заливу между континентом и Ньюфаундлендом, могучей реке, впадающей в него, и проходящей на его северном побережье горной гряде — названия, которые дошли до наших дней.
Продолжая плавание, через неделю Картье увидел перед собой на западе горы Квебека и остановился в бухте Семи Островов. Название этой земли происходит от слова «кабек» — индейского племени алгонкин, что означает «закрытое место». Французы закрепили его в названии своего будущего города и освоенной ими территории, ставшей впоследствии франкоговорящей провинцией Канады. От своих мальчиков-гуронов, которые были хорошо знакомы с этими краями, Картье узнал, что впереди начиналась страна Сагенэ и заселенные индейцами области и что река, в устье которой они сейчас находились — шириной в этом месте в 60 миль, называлась Очелага и вела в землю «Канада». По их словам, Очелага простиралась так далеко, что люди туда никогда не доходили. Название «Канада» происходит от слова «канната», которое на языках племен ирокезов и гуронов означает «поселение» или «деревня». Речь шла о большом индейском поселении Стадаконе, на месте которого французами был построен город Квебек
Картье не был уверен, что его консультанты-подростки говорят правду, и решил вернуться на восток, чтобы убедиться в отсутствии другого пути в Канаду. Потеряв на эти поиски 4 дня, он теперь последовал их совету и направился вдоль берегов Очелаги, которую он назвал Великой рекой. Ее русло представляет собой очень большие трудности для навигации, поскольку в нем приливы и отливы морского залива встречаются с быстрыми речными течениями, а также имеется множество островов, рифов и отмелей. Но удача сопутствовала путешественникам, и 29 августа они остановились на трех островах, находившихся прямо в центре реки, а на следующий день подошли к притоку Очелаги реке Сагенэ. Картье продолжил плавание, проходя мимо новых островов. Как он записал в своем отчете, эти острова были началом провинции Канада.
Картье высадился недалеко от большой толпы индейцев, которые занимались на острове рыбной ловлей, с большой группой людей вместе с мальчиками-гуронами, которые успокоили заволновавшихся соотечественников, испугавшихся появления странных пришельцев. Туземцы быстро развеселились, стали петь и плясать, принесли французам много еды и получили в ответ обычные европейские подарки. Картье назвал этот остров «Орлеанским» в честь сына короля герцога Орлеанского Шарля.
На следующий день пришельцев посетил их старый знакомый вождь гуронов Доннаконна, явившийся на 12 каноэ с группой своих воинов. После беседы со своими сыновьями узнав, что с ними очень хорошо обходились во Франции, Доннаконна провел церемонию братания с Картье, а тот в свою очередь устроил для посетителей его флагмана прием с хлебом, вином и щедрыми подарками. После этого была найдена хорошая бухта для кораблей, которые были переведены на новое безопасное место прямо под скалой Квебек около жалкого и грязного поселения индейцев Стадаконе, откуда можно было выходить на обследование реки вверх по течению в направлении земли Очелага. Хотя мальчики-гуроны обещали служить Картье проводниками в этих походах, после встречи с отцом они отказались это делать, признавшись позднее, что против этого выступал Доннаконна, опасаясь, что вождь Очелаги, с которым он враждовал, сделает французов своими союзниками против него самого. Несмотря на то что Доннаконна в конечном счете снял свои возражения, Картье уже не мог довериться его сыновьям, считая, что они нарочно посадят его экспедицию на мель.
19 сентября, когда уже чувствовалось приближение северной осени, «Лемерейон» вышел со стоянки вверх по течению под командованием самого Картье и, делая всего около 8 миль в день, поднялся к большому расширению русла, достигавшего 20 миль и названного озером Сен-Пьер. Оставив судно на западном конце озера, Картье продолжил путь на лодках. После нелегкого перехода на веслах против течения 2 октября экспедиция подошла к поселению гуронов Очелага, стоявшему на месте сегодняшнего Монреаля, которое произвело на французов более внушительное впечатление, чем Стадаконе-Квебек. Здесь их встретила тысячная толпа индейцев с угощениями, песнями и плясками. Очелага была окружена бревенчатым защитным забором и была расположена в 3 милях от берега реки неподалеку от находившегося за ней высокого холма, который был назван Картье Монреалем, то есть «Королевской горой».
На следующее утро пришельцы отправились посетить цитадель, где были торжественно встречены вождем этого племени гуронов и всем собравшимся на центральной площади населением После беседы с вождем и раздачи подарков французы поднялись на гору Монреаль, с которой открывалась великолепная захватывающая панорама на окружающую местность, в том числе и на текущую с запада Очелагу, на которой к их большому огорчению они увидели целую серию порогов, где можно было пройти только на каноэ. До отъезда из поселения Картье услышал от индейцев, что вверх по Великой реке в нее впадает река Оттава (по названию племени, проживавшему в ее низовьях), дальше по течению которой находится богатое королевство Сагенэ с обилием драгоценных металлов, но населенное очень «плохими людьми».
