Après une traversée rapide, le 13 mai 1604, la flottille du sieur de Mons atteindra la côte est du Canada et fera escale à Port-Mouton, ainsi nommé parce qu’un mouton avait sauté par-dessus bord. Dugua, accompagné de Champlain, explorera le littoral environnent dans une chaloupe de son navire, à la recherche d’un emplacement propice à l’établissement permanent de sa colonie et qui soit facile à défendre contre les Amérindiens, si nécessaire. C’est ainsi que, croyant bien faire, ils choisirent une petite île, qui fait à peine 360m de long par 115m de large, située près de l’embouchure de la rivière Sainte-Croix, qui se trouve aujourd’hui en territoire américain entre le Nouveau-Brunswick et le Maine et identifiée autrefois comme Dochet Island.

L’île Sainte-Croix, ainsi nommée par Pierre Dugua en 1604, a été la première habitation européenne en Amérique du Nord, précédant ainsi de trois ans la colonie anglaise de Jamestown, en Virginie, fondée en 1607.
À l’île Sainte-Croix, l’été 1604 se passa à construire des maisons, des entrepôts, une chapelle et une palissade fortifiée. On sema également le premier blé à être récolté en Amérique du Nord. André Robitaille dans Habiter en Nouvelle-France fait une bonne description des conditions de vie à l’île Sainte-Croix et à Port-Royal.

Malheureusement, le premier hiver se révéla long et cruel pour des Européens non accoutumés à un climat très rigoureux (beaucoup de neige et un froid allant souvent à - 30°). Les provisions d’aliments frais furent vite épuisées, l’eau douce et le bois de chauffage manquèrent, le cidre gela, le vin fut rationné, et surtout la terrible maladie du scorbut, inconnue en Europe, se répandit comme un fléau ; presque la moitié des hommes en moururent. C’est pourquoi, dès le printemps 1605, Dugua dût se résigner à transporter ce qui restait de la petite colonie naissante, fort éprouvée, dans un endroit plus favorable et de préférence plus au sud, où le climat serait plus clément.