В 1608 году Шамплен был послан на реку Святого Лаврентия и основал там город Квебек. Шамплен старался поддерживать хорошие отношения с местными индейцами виандотами, близкими по языку к ирокезам, но враждебными им (французы полупрезрительно называли виандотов гуронами). Шамплен изучил их язык, заключил с ними союз и использовал в своих целях их вражду к ирокезам.
С 1609 года Шамплен, пользуясь гуронами как проводниками, приступил к исследованию внутренних областей Северной Америки. Он доверял своим новым союзникам больше, чем французским колонистам, среди которых было немало "беспокойных элементов". В самом начале похода он отослал всех французов, кроме двоих, самых надежных, и с группой гуронов на большом челне поднялся вверх по реке Святого Лаврентия до устья ее южного притока Ришелье, а по последнему - до большого проточного озера, которое с того времени известно под его именем (в английском произношении - Шамплейн). При этом он открыл нагорье Адирондак, поднимающееся над западным берегом озера, и Зеленые горы, протягивающиеся на небольшом расстоянии от его восточного берега. Шамплен составил карту и описание озера и его района.
В Новой Франции было очень много пушного зверя и очень мало жителей. Охотничьи угодья в районе озера Онтарио принадлежали гуронам. К югу обитали более многочисленные ирокезы. Когда Шамплен прибыл к Онтарио, ирокезы продвигались с юга на север, вытесняя гуронов и их соседей алгонкинов. Первые французские колонисты во главе с Шампленом приняли участие в междоусобных индейских войнах на стороне алгонкинов и гуронов, среди которых впервые поселились. Летом 1609 года на берегах озера Шамплен разыгралось сражение с ирокезами, из которого французы и дружественные им гуроны вышли победителями.
Как раз в это время у восточных берегов Америки появились голландцы. Ирокезы стали союзниками голландцев и сменивших их англичан в борьбе против французов. К тому же англичане превосходили французов в щедрости: в то время как французский король платил гуронам 50 франков за скальп англичанина, английский король давал вдвое дороже за скальп француза. Французы, постепенно продвигавшиеся на юг, встречали опасных врагов в лице ирокезов, получивших от своих союзников огнестрельное оружие в обмен на пушнину.
В 1610 году Шамплен вместе с алгонкинами и гуронами предпринял новый поход в страну ирокезов и, применив на этот раз артиллерию, наголову разбил противника. При нападении на одно ирокезское селение он пошел на хитрость, напоминающую тактический прием ахейцев при взятии Трои. Большая фигура деревянного рыцаря была поставлена ночью у самого селения, а наутро, когда возле "рыцаря" собралась толпа изумленных ирокезов, спрятанные в ней мушкетеры открыли огонь и нагнали страх на суеверных индейцев. После этого Шамплен и его союзники легко овладели укрепленным селением.
С 1609 по 1615 год Шамплен почти ежегодно плавал из Франции к реке Святого Лаврентия, где собирал сведения о внутренних областях Северной Америки. Рассказы о море, находившемся где-то на северо-западе или на западе и притом сравнительно близко от Квебека, подтверждали сотни индейцев, с которыми сталкивался Шамплен. Французы смешивали сообщения о Гудзоновом заливе и Великих озерах. Три пути, казалось, вели к этому морю, за которым Шамплену грезился прямой водный путь - через Тихий океан - в Китай и Индию. Но один, северо-западный путь вверх по Сагенею через угрюмые безлюдные области, приводил к лабиринту рек и озер, где бесполезны были самые надежные проводники. Другой, западный, шел по реке Оттава, притоку реки Святого Лаврентия; третий, юго-западный, - вверх по главной реке до ее истоков.
Во время очередной поездки во Францию Шамплен был назначен губернатором быстро разраставшегося Квебека. В 1611 году он основал новое поселение - Монреаль, а затем занялся исследованием областей, лежащих к северо-западу от Монреаля. Эти путешествия, сопровождавшиеся непрерывными столкновениями с ирокезами, отняли несколько лет.
На поиски "Западного моря" Шамплен направлял вместе с индейцами молодых колонистов. Среди них выделился Этьен Брюле, который в 1608 году шестнадцатилетним юношей, не получив никакого образования, отправился в Новую Францию вместе с Шампленом. С 1610 года Брюле жил в лесах среди индейцев, охотился вместе с ними, переходил от одного племени к другому и научился свободно говорить на различных местных диалектах ирокезского и алгонкинского языков. Это был первый типичный североамериканский "лесной бродяга", имя которого дошло до нас, - охотник и скупщик пушнины, неутомимый землеискатель и землепроходец.
Летом 1615 года Шамплен и Брюле вышли на челнах с десятью гребцами гуронами из Квебека к устью Оттавы. Продвигаясь на запад, они поднялись по этой реке, ранее уже разведанной молодыми "лесными бродягами" до того места, где в нее впадает с запада Маттава. Поднимаясь по Маттаве, они достигли озера Ниписсинг. Затем по "Французской реке" (теперь, в переводе на английский, - Френч-Ривер) они вышли к большому заливу (Джорджиан-Бей) - северо-восточному полузамкнутому бассейну озера Гурон. Не выяснено, кто именно из французов, навербованных Шампленом, первым открыл это великое озеро во время своих скитаний - Брюле или какой-либо другой из "лесных бродяг". Достоверно лишь то, что по их следам или в их обществе до 1615 года к озеру прошел Жозеф ле Карон, монах-миссионер, член одного из нищенствующих орденов "реколлетов".
От залива озера Гурон Шамплен со своими индейцами повернул на юго-восток и, открыв на пути озеро Симко, достиг озера Онтарио. Он прошел на восток вдоль северного берега Онтарио и убедился, что именно из него вытекает река Святого Лаврентия. Затем Шамплен повернул на юг, к озеру Онайда, из которого берет начало порожистая река Осуиго, впадающая в Онтарио. После стычки с местными ирокезами он вынужден был отступить к Онтарио и вернулся в Квебек, повторив свой маршрут в обратном направлении и пройдя в общей сложности около 1600 километров.
Брюле отделился от основного отряда у залива озера Гурон. С группой союзных индейцев он добрался - раньше, чем Шамплен, - до Онтарио и на челнах переправился через озеро. Задержавшись на некоторое время близ южного берега Онтарио, он узнал там о стычке Шамплена с ирокезами, собрал несколько сот гуронов и поспешил на помощь, но пришел к месту уже после отступления Шамплена. Тогда Брюле повернул на юг и дошел до какой-то реки по холмистой лесной местности (Аппалачское плато и Аллеганские горы, впервые пересеченные европейцем). Следуя на протяжении нескольких сот километров вниз по течению реки, Брюле поздней осенью достиг длинного и узкого Чесапикского залива с чрезвычайно изрезанными берегами; в залив впадало несколько больших и множество малых рек. Река, течение которой он проследил, была Саскуиханна (длина около 800 километров). Таким образом, Брюле завершил открытие Чесапикского залива, начатое Генри Гудзоном, а быть может и Джованни Верраццано, и обнаружил, что этот залив отделен от Атлантического океана длинным, суживающимся к югу полуостровом (Делавэр).
В 1621 году Шамплен послал Брюле с другим "лесным бродягой" Гренолем на разведку области, прилегающей с севера к Гурону. Они открыли так называемый Северный пролив (узкий и длинный северный бассейн озера Гурон) и цепь островов Манитулин, отделяющую его от главного бассейна озера Гурон. Затем они открыли реку Сент-Мари, текущую из "Великого" озера (так называет Брюле Верхнее озеро) в Северный пролив, и пороги на этой реке (Со-Сент-Мари). По всей видимости, именно Брюле и Греноль и были первыми европейцами, которые в своих дальнейших скитаниях, но не позднее 1628 года, прошли вдоль восточного и северного берегов Верхнего озера за меридиан 90° западной долготы (з.д.). Но безграмотные "лесные бродяги" Брюле и Греноль не сумели написать достаточно убедительный отчет об этом открытии и составить точную карту своего пути. Даже такой одаренный географ, как Шамплен, не решился нанести на свою сводную карту 1632 года тот великий внутренний водный путь, о котором говорил Брюле. Из показаний Брюле нельзя было заключить, сам ли он проделал весь водный путь или только беседовал о нем с индейцами.