De retour à Montréal en 1678, François Dollier de Casson est, depuis, supérieur du Séminaire de Saint-Sulpice. Il réside dans le premier séminaire qui se trouve au bout d'un petit cul-de-sac, proche la rue Saint-Paul (le site est occupé actuellement par le numéro 147, rue Saint-Paul ouest).

Fils d'une famille de la petite noblesse de France, Dollier fut capitaine de cavalerie pendant trois ans avant d'entrer chez les sulpiciens en 1657. Ayant complété ses études, il fut désigné pour venir au Canada en 1666. Pendant les quatre années suivantes, ses responsabilités d'aumônier militaire et de prêtre missionnaire le menèrent loin de Montréal. En 1666 il accompagna l'expédition de Prouville de Tracy contre les Agniers; il passa l'hiver de 1666-1667 au fort Sainte-Anne au lac Champlain; il fut curé aux Trois-Rivières entre 1667 et 1668; il passa l'hiver de 1668-1669 en mission chez les Népissingues afin d'apprendre la langue algonquine et en 1669 il se joignit à la première expédition de l'explorateur Robert Cavelier de La Salle. Abandonnés par La Salle en octobre, Dollier, un autre sulpicien et quelques hommes hivernèrent sur la rive nord du lac Érié, avant de revenir à Montréal par la rivière Outaouais. Leur voyage établit la preuve que les Grands Lacs et la rivière Outaouais communiquaient entre eux.

Dollier s'installait en ville en juin 1670. L'année suivante il accéda au poste du supérieur du séminaire pour la première fois. En 1672, Dollier prenait en charge la construction de la première église Notre-Dame sur la rue Notre-Dame ainsi que l'aménagement de la petite ville dans le but d'accéder à l'église facilement. En juin les premières pierres de l'église furent posées et bien que le maçon François Bailly dit Lafleur fut responsable du chantier, il est évident que Dollier en était le concepteur. Au mois de juillet, assisté du notaire Bénigne Basset, Dollier traçait la première grille des rues : les deux grands axes, les rues Saint-Paul et Notre-Dame, et les petites rues transversales.

Vers la fin de cette même année, comme le souligne Marcel Trudel, il commença à rédiger son Histoire du Montréal, la première histoire de Montréal. Cette histoire raconte les 32 premières années de Montréal en résumant année par année les principaux événements de la colonie depuis 1640. À la suite d'un bref du pape Clément X interdisant toute publication de récits missionnaires, ce manuscrit demeura inédit et inconnu jusqu'à sa découverte dans une bibliothèque parisienne par Louis-Joseph Papineau en 1844 lors de son exil en France.

En 1674, à la suite d'un accident où il avait traversé la glace, Dollier s'absenta de la Nouvelle-France pour compléter sa convalescence. Il revenait à Montréal quatre ans plus tard et reprenait sa fonction de supérieur du séminaire, poste qu'il occupera jusqu'à son décès. Ces supérieurs louaient son esprit de conciliation, un trait de caractère très recherché pour harmoniser les relations entre les pouvoirs civils et ecclésiastiques de l'époque. Homme d'action, Dollier entreprendra d'autres projets d'envergure. La construction d'un nouveau corps de logis (le Vieux Séminaire actuel), planifiée dès le commencement des travaux sur l'église Notre-Dame en 1672, débutera en 1683, selon les dessins de Dollier. De plus, il aidera les deux communautés féminines – les religieuses hospitalières de Saint-Joseph et la Congrégation de Notre-Dame – à se rétablir quand elles furent victimes d'incendies. À deux moments, en 1689 puis en 1697, il s'engagera dans le projet de creuser un canal à Lachine pour permettre aux canots d'éviter le Sault-Saint-Louis et pour alimenter des moulins à farine situés sur la Petite rivière proche la ville. La rencontre du roc forcera toutefois l'abandon du projet. Dollier de Casson décédera à Montréal le 27 septembre 1701.