Nordamerikanska resor
År 1673 gav sig Joliet ut på en privat sponsrad expedition tillsammans med Jacques Marquette, en missionär och språkvetare, för att som en av de första européerna utforska det som av indianerna kallades Mesipi-floden och ta reda på vart den ledde, med förhoppning om att hitta en passage till Asien. Efter att ha träffats i Michilimackinac-regionen påbörjade männen sin resa i kanot den 17 maj 1673 till det som senare skulle bli känt som Mississippifloden. En månad senare kom de till en infödd by i Illinois-området och blev mottagna av stamhövdingen, som skickade sin son med gruppen som guide tillsammans med en fredspipa för en framtida säker passage.
I samband med att de fortsatte sin resa till Arkansasflodens område stötte de så småningom på en infödd stam som var beredd att attackera i närheten av det område som skulle komma att bli känt som St Louis. Efter att ha sett fredspipan i Joliets händer tog stammen med sig upptäckarna till sin by och avslöjade att det fanns beväpnade européer längre bort längs Mississippi. Joliet och Marquette insåg att dessa var de spanska bosättarna vid Mexikanska golfen – de drog slutsatsen att det var dit Mississippi ledde och inte till Asien – och bestämde sig därför för att vända om för att undvika konflikt och tillfångatagande, efter att också ha noterat andra västgående floder. På vägen tillbaka visade den unga infödda guiden upptäcktsresanden en kortare väg hem genom att ta Illinoisfloden, där männen kom till Michigansjön och rika prärieområden. Marquette kom tillbaka till området året därpå med planer på proselytism, men dog av dysenteri.
Joliet skilde sig från Marquette på vägen tillbaka till Quebec och tog 1674 en genväg genom forsarna vid Lachine längs St Lawrence. Hans kanot kapsejsade och tog livet av de ytterligare passagerarna, däribland hövdingens son. Joliet räddades av fiskare efter att ha hållit sig fast vid en klippa i flera timmar. Han förlorade alla sina mycket detaljerade kartor och dagböcker och sammanställde några anteckningar om resan ur minnet, men Marquettes återfunna anteckningar blev den mer pålitliga källan.