Het grondgebied van Alta Californië, dat het huidige Californië omvat, werd vanaf 1683 bewoond door het onderkoninkrijk van Nieuw-Spanje. In 1821 werd het een deel van het onafhankelijke Mexico. John Sutter, een Duits-Zwitserse kolonist, kwam in 1839 in de regio aan. Hij stichtte een kolonie in New Helvetia (nu een deel van Sacramento), in de Centrale Vallei. De Verenigde Staten veroverden de regio tijdens de Mexicaans-Amerikaanse oorlog (1846-1848): Californië werd in 1846 door Amerikaanse troepen onder de voet gelopen en in januari 1847 werd een staakt-het-vuren in de regio overeengekomen. Een vredesverdrag voor de bredere oorlog was nog niet gesloten toen Sutter besloot te beginnen met de bouw van een zagerij in het bos ongeveer 30 mijl ten noordoosten van zijn bestaande kolonie. Sutter nam James Wilson Marshall, een timmerman uit New Jersey, in dienst om toezicht te houden op de bouw van het nieuwe gebouw.
Op 24 januari 1848, tijdens het werk aan de bouw van de molen, vond Marshall goudvlokken in de South Fork American River. Op 2 februari 1848, nog voordat het nieuws van de ontdekking was aangekomen, werd in Mexico-Stad het Verdrag van Guadalupe Hidalgo ondertekend. Dit vredesverdrag droeg de soevereiniteit over de regio formeel over aan de Verenigde Staten. Twee arbeiders van de molen, Henry Bigler en Azariah Smith, waren veteranen van het Mormonen Bataljon en schreven hun ervaringen op in dagboeken. Bigler noteerde de datum waarop goud werd ontdekt, 24 januari 1848, in zijn dagboek. Sutters claim bij de Amerikaanse regering voor mineraalrechten werd onderzocht door Joseph Libbey Folsom, die in juni de bevestiging van de goudvondst gaf. De eerste schilfer die Marshall vond, werd naar president James K. Polk in Washington DC gestuurd en kwam daar in augustus 1848 aan. Hij is nu te zien in het National Museum of American History, onderdeel van het Smithsonian Institution.
Toen het nieuws van het goud zich verspreidde, stroomden kolonisten toe naar het nieuwe Amerikaanse grondgebied Californië. De bevolking groeide van 14.000 niet-autochtonen naar een geschatte 85.000 nieuwkomers in slechts een jaar. Er waren ongeveer 81.000 nieuwkomers in 1849 en nog eens 91.000 in 1850. Velen vestigden zich in de nieuwe stad Coloma, Californië, die dicht bij Sutter’s Mill ontstond. Er werden nog talrijke andere goudvondsten in Californië gedaan. In de volgende zeven jaar kwamen ongeveer 300.000 mensen naar Californië (de helft over land en de helft over zee) om hun fortuin te zoeken door goud te delven of voorraden te verkopen aan goudzoekers. Deze Californische goudkoorts veranderde het gebied voorgoed, zowel door de massale immigratie als door de economische gevolgen van het goud. Californië werd een Amerikaanse staat in 1850.