Петропавлівська фортеця виникла в період Північної війни зі Швецією (1700-1721). Війна велася за повернення исконно русских Приневской і прибалтійських земель, захоплених Швецією на початку XVII століття. Ці землі входили до складу володінь Великого Новгорода, по ним ще в IX столітті проходила частина великого шляху «з варяг у греки». Відсутність виходу в Балтійське море гальмувало розвиток економіки Руської держави, а також необхідних політичних, торгових і культурних зв'язків з країнами Західної Європи.
До початку XVIII століття повернення Балтійського узбережжя стало для Російської держави історичною необхідністю.
Карл Маркс в роботі «Секретна дипломатія XVIII століття» писав: «. жодна велика нація ніколи не існувала і не могла існувати в такому віддаленому від моря положенні, в якому спочатку знаходилася держава Петра Великого ».
Північна війна почалася для Росії невдало; під Нарвою в 1700 році російська армія зазнала поразки. Але невдачі не зупинили Петра I, прекрасно розумів історичну необхідність повернення виходу в море.
Уже в 1702-1703 роках російські війська здобули перші перемоги над шведами. У ці роки військові дії велися в районі Ладозького озера і верхів'їв річки Неви. У тому місці, де Нева бере початок, на невеликому острівці перебувала шведська фортеця Нотебург. Вона була заснована новгородцями ще в XIII столітті і називалася тоді Горішок.
Фортеця Горішок (Нотебург) була перейменована в Шліссельбург - Ключ-місто. Вона дійсно була ключем до виходу в море.
У військовому журналі Петра I, який вівся в роки Північної війни, за 1703 рік було записано: «За взяття Канец. відправлений військовий рада, чи той шанець кріпити або інше місце зручне шукати (понеже покоління було малий, далеко від моря і місце не набагато міцно від натури), в якому належить шукати нового місця, і по кількох днях знайдено до того зручне місце острів, який називається Люст Еланта (тобто Веселий острів), де в 16 день травня (на тиждень п'ятидесятниці) фортеця закладена і іменована Санкт-Питербурх. »
Від Потьомкіна до шведу,
Тут буде місто закладений
На зло гордовитому сусідові.
Природою тут нам судилося
В Європу прорубати вікно;
Ногою твердої стати при море.
Сюди за новими їм хвилях
Всі прапори в гості будуть до нас.
- писав про заснування фортеці-міста століттям пізніше А. С. Пушкін.
Назва фортеці Санкт-Питербурх незабаром перейшло на місто, що виникло на берегах Неви. Офіційно фортеця називалася Санкт-Петербурзької, але існувала й інша назва - Петропавлівська - по побудованій на її території кам'яного собору Петра і Павла.
День 16. травня 1703 (27 травня за новим стилем), коли лопати солдатів і «робітних людей» вп'ялися в сиру землю заячого острова, прийнято вважати днем заснування Петербурга.
У проектуванні Петропавлівської фортеці чимала роль належить Петру I. Контури фортеці визначилися природними обрисами берегів заячого острова. Вона отримала форму витягнутого шестикутника з шістьма виступаючими кутовими бастіонами, які дозволяли вести масований фронтальний і фланкуючий артилерійський обстріл підступів до фортеці.
За будівництвом спостерігали сподвижники Петра I - А. Д. Меншиков, Г. І. Головкін, Н. М. Зотов, Ю. Ю. Трубецькой, К. А. Наришкін. Їх іменами були названі фортечні бастіони. Один з бастіонів названий на честь Петра I Государевим.
Бастіони з'єднуються між собою стінами - куртинами. Їх, як і бастіонів, шість: Петровська, Невська, Катерининська, Василівська, Нікольська, Кронверкская.
Зберігся креслення, який перебував в колекції Петра I. На ньому зображений план заячого острова з наміченим на ньому контуром фортеці. Острів був небольшім- довжиною близько 750 метрів і шириною близько 360 метрів. Щоб збільшити його розміри, були створені штучні насипні ділянки.
Роботи велися «з крайнім поспешаніем», так як шведи не втрачали надії повернути втрачені землі. Протягом 1703-1706 років фортеця була зведена з землі і дерева.
«1. Веліти ходити на роботу як після півночі 4 години вдарить або як з гармати вистрілять, а працювати їм до восьмої години, а з восьми, вдаривши в барабан, веліти їм відпочивати півгодини, не ходячи в свої ТАБАРІ.
2. Після того працювати їм до 11 годин, а як вдарить, щоб з роботи йшли і відпочивали дві години.
3. Як годину після полудня вдарить, тоді ідтіть їм на роботу, взявши з собою хліба, і працювати веліти до 4 годин після Полуда, а 4 години вдарить, веліти їм відпочивати півгодини з барабанним про те боєм.
4. Після того ідтіть їм на роботу і бути на тій роботі поки з гармати вистрілив буде ».
Голод, хвороби, виснажливий ручна праця забирали тисячі життів. За словами сучасника, «споруда еестоіло безлічі народу. при тодішньої незвичайною дорожнечі харчів і нестачі в одязі, люди як мухи вмирали від голоду і холоду і там же ховалися ».
У 1704 році, коли шведський загін в 8000 чоловік і ескадра в складі 12 суден підійшли до Петербургу і Кроншлота, російські війська без особливих втрат відбили противника. Був він відкинутий зі значним втратами і на наступний рік при спробі шведів знову опанувати містом і фортецею.
Однак земляна фортеця не могла бути постійним і надійним фортифікаційною спорудою. Коли Росія створила на Балтиці свій флот, а межа на заході відсунулася за Нарву, можна було, не побоюючись несподіваного нападу з боку шведів, приступити до будівництва більш потужною, кам'яної фортеці.
Перебудова Петропавлівської фортеці в кам'яну було розпочато 30 травня 1706 року і тривала з перервами до 1740 року. Руйнування земляної фортеці і зведення на новому пальовій підставі (під кам'яні стіни фортеці було забито близько 40 000 паль) стін з цегли і каменю вироблялися поступово, на невеликих ділянках, щоб фортеця не втратила оборонної спроможності. Південні бастіони були винесені далі в русло Неви.
На будівництві фортеці переважала ручна праця, але на більш складних роботах - гідротехнічних - застосовували копри, водолівние машини з кінною тягою і багато іншого. Велися великі земляні роботи. Їх обсяг дорівнював майже 250 000 кубічних метрів. Газета «Ведомости» восени 1703 повідомляла, що в фортеці трудяться 20 000 подкопщіков. Будівельні матеріали підвозили на спеціальних судах. У 1709 році в розпорядженні коменданта фортеці Брюса було 205 таких судів і 7623 вантажника.
Трезини був першим архітектором молодий столиці. З 1706 року розпочав «найпершим з головних робіт» - перебудови Петропавлівської фортеці в кам'яну і зведення на її території різноманітних будівель, чому присвятив майже 30 років свого життя.
Фортеця створювалася як першокласне військово-інженерна споруда XVIII століття. Бастіони і куртини складені з цегли і каменю. Їх висота 10-12 метрів, ширина-до 20 метрів. Вони складаються з двох стін: зовнішньої (ескарпових) товщиною до 8 метрів і внутрішньої (валганговой) товщиною 2 метри. Простір між зовнішньою і внутрішньою стінами в фасах бастіонів (фаси - сторони бастіону, звернені до ворога) засипали піском, щебенем, землею. У фланках бастіонів (фланки - бічні сторони бастіонів, що з'єднують фаси з куртинами) влаштовувалися каземати з амбразурами, призначеними для установки знарядь. Каземати в куртинах служили для зберігання боєприпасів, озброєння, для розміщення гарнізону.
З південного сходу фортеця була неприступна завдяки повноводною Неві, з півночі її охороняли протоку і додаткові споруди - земляний кронверк і кавальєр.
Уздовж острова був виритий канал довжиною 400 і шириною 5 метрів. По ньому підвозили будівельні матеріали. У 1882 році канал засипали.
У 1731 і один тисячі сімсот тридцять три роках почалося зведення кам'яних равелінів (равелін - допоміжне спорудження, розташоване попереду куртини і між двома бастіонами); вони прикривали фортечні ворота і куртини від вогню артилерії. Будівництво їх закінчено в 1740 році.
Зі східного боку фортеці був побудований Иоанновский равелін, названий в честь старшого брата Петра I Івана Олексійовича. Він прикривав бастіони Государев, Меншиков, Петровську куртину і Петровські ворота. Із західного боку фортеці - Олексіївський равелін, названий на честь батька Петра I царя Олексія Михайловича. Равелін прикривав бастіони Трубецькой, Зотов, Василівської куртини і Василівський ворота.
Равеліни відділялися від території фортеці ровами з водою. Через рови були перекинуті підйомні мости. В кінці XIX століття рови засипали.
Будівельні роботи в фортеці велися і пізніше.
З плином часу цегляні стіни від негоди стали руйнуватися. У 70-80-ті роки XVIII століття стіни фортеці з боку Неви протягом 700 метрів були облицьовані гранітом. З тих пір гранітні стіни фортеці з злітає вгору золотим шпилем Петропавлівського собору стали частиною величного архітектурного ансамблю, який виник на берегах Неви.
Велике значення для долі фортеці і молодого міста мали перемоги російської армії над шведами під Полтавою в 1709 році і під Виборгом в 1710 році. Полтавська перемога, за словами Петра I, стала «каменем в підставі Санкт-Петербурга», а взяттям Виборга була «міцна подушка в головах Санкт-Петербурга покладена».
Вихід в море захищала Кронштадтская фортеця, заснована в 1704 році на острові Котлін.
На початку XIX століття, коли Велике князівство Фінляндське ввійшло до складу Росії, межа від Петербурга була відсунута на північний захід.
Під час воєн фортеця оглядали і приводили в бойову готовність. У Вітчизняну війну 1812 року і під час Кримської війни 1853-1856 років па фортечних мурах було збільшено кількість знарядь.
Історія Петропавлівської фортеці склалася так, що після перебудови в кам'яну їй не довелося брати участі у військових операціях проти зовнішнього ворога.
На території фортеці в XVIII-XIX сторіччя були побудовані Петропавлівський собор, Комендантська будинок, Інженерний ділової двір, Ботний будиночок, Монетний двір та інші будівлі різного призначення.