Champlain se rend de Québec à Tadoussac en juin 1609 pour y rencontrer son collègue et ami Pont-Gravé, de la bouche duquel il apprend que le monopole de commerce du sieur de Monts n’a pas été prorogé, ce qui rend le Saint-Laurent plus attrayant aux yeux des partisans du libre-échange. Champlain se voit enjoindre, par une correspondance privée signée du sieur de Monts, de retourner en France à l’automne 1609. Lorsqu’il reçoit cette nouvelle, Champlain décide d’employer le temps qui lui reste en Nouvelle-France à cultiver des relations positives avec les Autochtones.

Champlain prévoit de s’allier aux Algonquins (Anishinabegs), aux Hurons-Wendat et aux Montagnais (Innus) afin de lancer un assaut contre les Iroquois (Haudenosaunees), plus précisément les Mohawks, près de Ticonderoga, dans le nord de l’actuel État de New York. Champlain et ses alliés autochtones quittent donc Québec le 28 juin 1609. Au début du mois de juillet, ils atteignent l’embouchure de la rivière des Iroquois, aujourd’hui appelée rivière Richelieu. Au milieu du mois de juillet, ils parviennent à un plan d’eau que Champlain baptise de son propre nom : le lac Champlain.

Dans la nuit du 29 juillet, près de Ticonderoga, Champlain, ses deux compagnons français et ses 60 alliés autochtones rencontrent les Mohawks. L’affrontement a lieu le lendemain. Durant la bataille, les fusils français, ou arquebuses, prennent les Mohawks complètement au dépourvu et entraînent leur défaite. La victoire sur les Mohawks rehausse le prestige de Champlain et renforce ses alliances avec les Autochtones.

Après cette bataille, Champlain accompagne ses voisins Montagnais (Innus) dans leurs villages pour y observer leurs rites de victoire. Ensuite, il retourne à Québec et se prépare à faire route pour la France conformément aux instructions du sieur de Monts. Arrivé en France en octobre 1609, il demande aussitôt audience avec le roi Henri IV pour lui apporter des cadeaux et lui rendre des comptes sur le temps consacré en Nouvelle-France.

Champlain collabore également avec le sieur de Monts pour se ménager le soutien des investisseurs à l’égard de l’établissement de Québec et de l’exploration de la région. Ce projet est une réussite et, après six mois passés en France, Champlain retourne à Québec au printemps 1610. Peu de temps après son arrivée, il participe à une nouvelle bataille contre les Mohawks avec ses alliés autochtones. Ensemble, ils quittent Québec et atteignent le bas Richelieu le 19 juin, où ils livrent bataille aux Mohawks. Champlain est blessé à l’oreille et au cou par des tirs de flèches; néanmoins, les Français et leurs alliés autochtones sortent victorieux. À l’issue de cette bataille, les Mohawks ne représentent presque aucune menace dans la vallée du Saint-Laurent jusqu’en 1634, en partie parce qu’ils portent leur attention vers le sud pour y sceller des alliances commerciales avec les Hollandais.

Champlain revient à Québec, puis commence à préparer l’établissement pour l’hiver et à améliorer les fortifications contre la menace d’attaque que représentent les Anglais et les marchands illégaux. Il fait également en sorte qu’Étienne Brûlé, qui l’a accompagné à Québec en 1608, puisse vivre avec ses alliés autochtones, apprendre leurs langues et recueillir des renseignements sur l’intérieur du continent. Il est initialement prévu qu’Étienne Brûlé vive avec les Algonquins (Anishinabegs), mais, selon toute vraisemblance, il se rend dans la région de la baie Georgienne et du lac Simcoe de l’actuel Ontario pour y vivre avec les Hurons-Wendat pendant l’hiver 1610-1611.

Au cours de cette période, informé de l’assassinat d’Henri IV, Champlain retourne sur-le-champ en France afin de s’assurer du soutien continu en faveur de la Nouvelle-France auprès de la cour royale. Il est accompagné d’un Huron-Wendat du nom de Savignon, envoyé par sa tribu afin d’observer les us et coutumes de France.