Detroit wurde von dem französischen Kapitän Antoine de la Mothe Cadillac am 24. Juli 1701 am Ausfluss des Lake Erie als "Ville d'Etroit" (Stadt an der Meerenge) gegründet. Während der Kriege mit den Briten um die Vorherrschaft in Nordamerika war das dort errichtete Fort ein wichtiger Stützpunkt der französischen Streitkräfte. Während des Franzosen- und Indianerkriegs (1754-1763) war Detroit eine der letzten Befestigungen, die von den Briten besetzt wurden. Am 29. September 1760 übergab die französische Besatzung das Fort kampflos an britische Truppen unter Major Robert Rogers. Während des Pontiac-Aufstands (1763-1764) der Indianer des Ohiotals gegen die britische Kolonialherrschaft war Detroit ein Brennpunkt der Kämpfe und wurde von den Indianern vergeblich belagert.
1909 begann die Massenproduktion von Automobilen mit dem Model T von Henry Ford in Detroit/Highland Park. Andere Autobauer siedelten sich an, bis heute ist Detroit als Motor City bekannt.
Seit den 1950er Jahren hat die Stadt mit Bevölkerungsschwund und hohen Kriminalitätsraten zu kämpfen, besonders nach den Rassenunruhen 1967. Viele Häuser stehen leer und verfallen, auch wenn die Stadt seit Ende der 1990er Jahre bemüht ist, solche Häuser abzureißen oder zu renovieren. Renaissance ist das Schlüsselwort, das nicht nur mit dem Renaissance Center, sondern auch mit der Wiederbelebung des Stadtzentrums in Zusammenhang steht: Es wird versucht, junge Menschen wieder zum Wohnen in Detroit zu bewegen. Mit dem Umzug der Detroit Tigers in den neu gebauten Comerica Park und der Detroit Lions nach Ford Field werden Sportereignisse aus dem Umland wieder nach Downtown geholt, es finden attraktive Aufführungen im Fisher Theatre statt.
2001 wurde der Demokrat Kwame M. Kilpatrick (damals im Alter von 31 Jahren) als jüngster Bürgermeister der Stadtgeschichte in sein Amt gewählt. Im November 2005 wurde Kilpatrick, trotz anderslautender Vorhersagen, wiedergewählt.