Période française (1668-1765)
Ayant fondé le Séminaire de Québec, une communauté de prêtres, en 1663, Monseigneur de Laval entreprend cinq ans plus tard de créer un petit séminaire pour accueillir des jeunes Hurons et ainsi les franciser tel que le souhaitaient Louis XIV et son ministre Colbert. La nouvelle fondation avait aussi pour but de préparer des candidats au sacerdoce en accueillant des enfants des colons français. Mgr de Laval espérait ainsi que le contact entre les jeunes Français et Amérindiens aideraient ces derniers à s'adapter. Cette expérience de francisation se révèle cependant un échec: des six Hurons qui furent parmi les premiers pensionnaires du Petit Séminaire, un seul, Joseph Osk8chiandes, est resté quatre ans et demi.
Pendant toute la période française les pensionnaires du Petit Séminaire suivent les cours du Collège des Jésuites situé tout près, à l'emplacement actuel de l'Hôtel de ville de Québec. Les premiers séminaristes étaient logés dans une maison, qui fait place en 1677 à un édifice neuf situé près de la Basilique de Québec. L'abbé Louis Ango de Maizerets prend la direction du Petit Séminaire, et y reste jusqu'à sa mort survenue en 1721.
Selon une étude d'un historien, Mgr Amédée Gosselin, on relève les noms de 867 élèves qui ont résidé au Petit Séminaire durant la période française, dont 198 ont complété leurs études. De ceux-ci, 118 sont devenus prêtres ou religieux, les 80 autres choisissant d'autres professions.
Le Petit Séminaire subit deux incendies au XVIII siècle, en plus de lourds dégâts subis au cours de la Guerre de la Conquête. Les bâtiments sont reconstruits à chaque fois.
Après la Conquête
C'est à la demande de Mgr Briand, grand vicaire et futur évêque de Québec, que le Séminaire de Québec accepte de reprendre l'enseignement donné jusqu'alors par les Jésuites. En effet les militaires britanniques occupent leur collège et leur refusent le recrutement. Les bâtiments furent restaurés, et en 1765 les élèves, au nombre de 28 dont 15 pensionnaires, sont de nouveau accueillis au Petit Séminaire. Cette fois cependant, l'institution est une véritable école, donnant le cours classique et formant autant des laïcs que des prêtres.