En 1603, Champlain entreprend le premier d’une longue série de voyages transatlantiques à destination de la vallée du Saint-Laurent. Son rôle de géographe, d’explorateur, de cartographe et d’observateur au service du roi intervient en marge de la chaîne de commandement qui régit l’expédition. Financé par Aymar de Chaste ainsi que par des investisseurs français de Dieppe, de Rouen et de Saint-Malo, ce voyage est placé sous le commandement du capitaine François Gravé, sieur du Pont ou Pont-Gravé. Deux jeunes Montagnais (Innus), emmenés en France l’année précédente avec l’intention de leur enseigner le français et la culture française, accompagnent Champlain et Pont-Gravé dans ce voyage à bord de la Bonne Renommée, qui appareille depuis la France le 15 mars 1603 pour arriver à Tadoussac le 26 mai.

L’une des principales priorités de Champlain, une fois à Tadoussac, est d’établir de bonnes relations avec les Autochtones de la région. À son arrivée, une vaste assemblée de nations est rassemblée à l’endroit aujourd’hui appelé Pointe-aux-Alouettes pour y célébrer une victoire sur leur ennemi commun : les Iroquois (Haudenosaunees). Parmi eux se trouvent plusieurs nations de Montagnais (Innus) et nombre de nations algonquines (anishinabegs) issues de territoires qui s’étendent de la rivière des Outaouais jusqu’au lointain nord-ouest.

Champlain, Pont-Gravé et leurs compagnons montagnais (innus) traversent le Saguenay pour pénétrer dans le camp, où ils sont conduits séance tenante auprès du chef Anadabijou. Au cours de cet échange, l’un des jeunes Montagnais (Innus) de retour de France raconte son expérience de ce pays et de ses habitants. Ce rassemblement ainsi que la « tabagie » (fête) à Tadoussac offrent aux Français et aux nations autochtones présentes une occasion de sceller une alliance fondée sur le commerce et sur leurs intérêts communs.

Parmi les autres priorités de Champlain en 1603 figure la reconnaissance d’éventuelles routes commerciales et de sites potentiels d’établissement permanent. Aussi, il effectue des relevés topographiques en remontant le Saguenay inférieur avec l’intention d’en faire un corridor de commerce, voire une route de commerce vers le passage du nord-ouest. Pour protéger leurs intérêts en tant qu’intermédiaires dans la lucrative traite des fourrures, ses alliés montagnais (innus) le dissuadent de remonter la rivière jusqu’à sa source. En revanche, ils partagent leurs connaissances sur les territoires situés au-delà du Saguenay inférieur, notamment sur les Grands Lacs et les chutes Niagara à l’ouest, ainsi que sur une étendue d’eau salée au nord.

Champlain consacre le reste de son voyage à explorer le Saint-Laurent jusqu’à l’île Montréal, et la rivière Richelieu jusqu’aux rapides de Saint-Ours. Lors de ses expéditions sur le Saint-Laurent en 1603, Champlain baptise la chute de Montmorency en l’honneur de l’amiral de France, ainsi que Trois-Rivières, à l’embouchure de la rivière Saint-Maurice. Ensuite, il navigue au-delà de Tadoussac vers la péninsule de la Gaspésie, où il spécule sur le potentiel minier de l’Acadie et sur un raccourci possible vers la Chine.

La Bonne Renommée revient en France à la fin du mois de septembre 1603. En novembre de la même année, Champlain publie un récit de ses voyages, intitulé Des Sauvages, ou Voyage de Samuel de Champlain de Brouage. Ce récit, tout comme les comptes rendus ultérieurs de ces voyages, communique au roi et aux membres influents de la société française le potentiel important de la Nouvelle-France en matière de commerce et de colonisation.