Il faudra beaucoup de temps avant que Cartier n'entreprenne son troisième voyage. La guerre éclate entre François 1er et Charles Quint (Espagne) : l'Amérique perd de son importance. Ce n'est que le 17 ocrobre 1540 que le roi délivre à Cartier une commission pour une troisième fois. Le Malouin est nommé capitaine général de la nouvelle expédition, qui doit se rendre à « Canada et Ochelaga et jusques en la terre de Saguenay », avec des sujets de « toutes qualitez, artz et industrie », dont une cinquantaine de prisonniers libérés pour l'occasion (faute de volontaires). Cartier se prépare: il demande à Rome des faveurs spirituelles et il fait intervenir le roi pour hâter le recrutement de l'équipage le 15 janvier 1541. Or, une décision royale vient également tout changer: le protestant Jean-François de La Rocque de Roberval substitue, par ordre du roi, à Cartier la tête d'une grande entreprise de colonisation. Roberval est nommé « lieutenant général » du roi, « chef, ducteur, cappitaine » de l'entreprise, avec autorité sur tous ceux qui seront de « ladite entreprise, espedicion et armée », et tous devront faire « foy et serment » de lui obéir. Bref, Cartier devient vraiment le subalterne de Roberval.

- Roberval -

Mai 1541. Cartier est prêt, mais pas Roberval car son artillerie n'est pas encore prête. Par contre, le roi tient à ce que Cartier appareille tout de suite. Roberval donne donc au Malouin « pleine autorité de partir ». Cartier fait voile le 23 avec cinq navires, dont la Grande Hermine et l'Émérillon. L'équipage est estimé à 1500 hommes. Le pilote est accompagné de plusieurs de ses compagnons: deux beaux-frères (Guyon Des Granches, vicomte de Beaupré), le pilote Macé Jalobert, son neveu, Jacques Noël et la maître de nef, Tromas Fromont, dit La Bouille, qui mourra pendant ce voyage. Aucun des Iroquois ne rentrera au Canada: ils sont tous morts, à l'exception d'une fillette.

- Les retrouvailles -

Le 23 août 1541, Cartier revient à Stadaconé. Les Amérindiens le reçoivent avec démonstration de joie. Cartier leur apprend la mort de Donnacona mais il ment à propos des autres Iroquois en annoncant qu'ils vivent en France comme des seigneurs et qu'ils n'ont pas voulu revenir. Les relations amicales entre les deux peuples ne tiennent pas pour autant. L'abandon du site de Saint-Croix s'explique sans doute par ce conflit. Cartier remonte le fleuve et atteint l'embouchure de la rivière du Cap-Rouge. La colonie porte d'abord le nom de Charlebourg-Royal. Ce site est beaucoup plus avantageux que le dernier. Cartier y trouve du cèdre blanc en abondance et surtout des pierres qu'il prit pour des diamants (d'où le nom de cap au Diamants) et certaines feuilles d'un or fin.

- Les Français s'installent sur leurs nouvelles terres -

Le 2 septembre, Cartier envoie Jalobert et Noël, avec deux navires, faire rapport en France; puis il commence deux forts, l'un au pied du cap, l'autre au sommet. Le 7, laissant la colonie sous les ordres du vicomte de Beaupré, il rejoint Hochelaga, saluant en route son ami le chef d'Achelacy à qui il confie deux garçons pour leur faire apprendre la langue. Les Amérindiens d'Hochelaga se montrent accueillants mais Cartier n'a pas d'interprète. Il ne fait aucun progrès dans la connaissance de l'arrière-pays, en restant aux hypothèses de son premier voyage de 1535.

À son retour, Cartier constate que les Iroquois sont de plus en plus méfiants. Le chef lui-même l'abandonne. Les Français sont en état de défense. On ne sait pas exactement ce qui s'est passé au cours de l'hivernement. On sait pourtant que les hommes de Cartier ont probablement souffert du scorbut, facilement surmonté grâce à la tisane de cèdre blanc. En juin 1542, Cartier lève le camp.

- Le retour de Cartier -

Au port de Saint-Jean de Terre-Neuve, il rencontre Roberval qui s'amène enfin avec ses colons. Ce dernier lui ordonne de rebrousser chemin et de l'accompagner. Parce qu'il croit transporter de l'or et des diamants ou parce qu'il ne veut pas affronter de nouveau les Iroquois, Cartier file vers la France pendant la nuit, privant ainsi Roberval de ressources humaines et d'une expérience précieuse.

- Quartz -

Évidemment, les trésors de Cartier n'étaient qu'illusions: le minerai d'or n'était que de la pyrite de fer, et les diamants, du quartz, d'où le proverbe: « faux comme diamants de Canada ». On ignore si Cartier fut réprimandé pour son indiscipline. Par contre, on remarque qu'il ne fut pas chargé de rapatrier Roberval, donc l'expédition fut un échec total. On ne connaît aucune carte précise de l'itinéraire de Jacques Cartier pendant ce troisième voyage. On peut par contre supposer qu'il emprunta le même chemin que durant le deuxième voyage, connaissant maintenant bien les lieux.

- Pyrite -