Крепость Санкт-Петербург построили в небывало короткий срок: 22 июня, через два месяца после ее закладки, войска, стоявшие до этого в Ниеншанце, перешли в ее казармы, а еще через два месяца строительство было завершено. Крепость возводили с такой поспешностью, опасаясь нападения шведов. В плане она представляла собой вытянутый шестиугольник, по углам которого высились мощные бастионы. Для ускорения дела царь и его приближенные сами руководили работами. По их именам и названы бастионы: Государев, Головкин, Зотов, Трубецкой, Нарышкин, Меншиков. Первоначально крепость была земляной, в камне ее начали перестраивать с 1706 года. Она была мощным оборонительным сооружением: высота стен — девять метров, толщина — около двадцати, со всех сторон ее окружает река.

Крепость Санкт-Петербург стала центром, вокруг которого вырастал город. Строили ее солдаты, пленные шведы, крестьяне, согнанные по приказу Петра I со всех концов России. Каждое утро с зарей по деревянным, наскоро наведенным через рукав Невы мостам сюда тянулись вереницы работников. Одновременно на строительстве работало около двадцати тысяч человек. Одни насыпали огромные земляные куртины, другие возводили пятиугольники бастионов. Даже самых примитивных орудий труда — тачек, носилок, лопат — не хватало. Землю носили в мешках или просто в подоле одежды. Рабочий день длился от восхода солнца дотемна, а в первые месяцы строительства — при свете белой северной ночи — они шли непрерывно: одни землекопы сменяли других.

Жили работники в землянках возле крепости, по нескольку десятков человек в каждой. Провизию в город доставляли издалека, по воде, а когда на Ладожском озере начиналось время штормов, в Петербурге наступал голод. Болотистая петербургская земля мало пригодна для земледелия. Среди строителей свирепствовали эпидемии, и смертность от них, голода и холода была велика. Очевидцы рассказывали, что измученные люди утрачивали желание жить и ложились на мокрую землю или в ледяную воду. Ни угрозами, ни побоями их не могли заставить подняться. По некоторым свидетельствам, возведение крепости Санкт-Петербург стоило жизни нескольким десяткам тысяч ее строителей.

За этот поистине египетский труд вольнонаемные работники получали по три копейки в день, а государственным крепостным, которых было большинство, не платили вовсе: их содержали за казенный счет. Кроме того, Петербург стал местом отбывания каторжных работ. Со всей России сюда присылали каторжан, беглых крестьян и солдат, и трудно было найти такие страшные условия жизни, как на этой каторге.

Построенная в крепости деревянная церковь во имя св. апостолов Петра и Павла отличалась от традиционных для Руси храмов. Она была увенчана шпилем, у входа стояли башенки, на которых в праздничные и воскресные дни поднимали вымпелы. Деревянные стены церкви расписали «под каменный вид желтым мрамором».

В крепости размещались Сенат, Казначейство, работала первая в городе аптека. В казематах находились казармы, а часть их петербургские купцы арендовали под склады. В 1712 году в крепости на месте деревянной церкви началось возведение главного собора города по проекту архитектора Д. Трезини. Ее строительство продолжалось двадцать два года. Петропавловский собор и по сей день является одним из главных украшений Петербурга. По виду этот величественный памятник петровского барокко — собор со шпилем колокольни, возносящимся в небеса, — представлялся поэтическому воображению кораблем в воздушном просторе. Шпиль над колокольней появился по желанию Петра I, которому хотелось, чтобы он был выше всех виденных им в Европе. Император не дожил до завершения строительства, но он нередко поднимался с иностранными гостями на шпиль собора, стоявший в лесах, показывая им панораму города.

В соборе похоронены дети Петра I, умершие в малолетстве, здесь погребен и он сам. После смерти Петра в 1725 году саркофаг с его набальзамированным телом шесть лет простоял в строившемся здании. Работы были завершены в 1731 году, и императора похоронили перед алтарем. В Петропавловской крепости трагически закончилась жизнь старшего сына Петра, царевича Алексея. Алексей, его жена Шарлотта, принцесса Брауншвейг-Вольфенбюттельская, и его тетка Мария Алексеевна — сестра Петра I, которая была сторонницей Алексея, также погребены в соборе. Отец отказал сыну и его близким и в посмертной милости: их похоронили не в алтарной части, а при входе, в притворе собора. Согласно символике различных частей храма, его алтарная часть соотносится с раем, а в притворе собора обычно помещается изображение Страшного суда. В соборе погребены все русские императоры, правившие после Петра Великого, кроме Петра II, умершего в Москве.

Автор «Дневника камер-юнкера Берхгольца, веденного им в России в царствие Петра Великого с 1721 по 1725 год», одного из интереснейших свидетельств о жизни Петербурга той поры, писал: «Крепость Санкт-Петербург, где находится колокольня, построена у самой Невы и имеет несколько толстых и высоких бастионов, уставленных большим числом пушек… Она есть… род парижской Бастилии: в ней содержатся все государственные преступники и нередко исполняются тайные пытки. Многие пленные шведские офицеры содержались в казематах, находящихся там под валом. Она имеет своего особого коменданта, и туда ежедневно назначается большой караул от здешних полков».

Первым комендантом крепости (1704–1720) стал сподвижник Петра Р. В. Брюс. В 1720 году он умер и был похоронен у стены Петропавловского собора, со стороны его алтарной части. Позднее там хоронили и других комендантов Петропавловской крепости. В 70-е годы XX века на Комендантском кладбище велись археологические раскопки, и иногда, разговорившись с экскурсоводом, можно услышать предание о том, что, когда открыли гроб Брюса, тело его не было тронуто тлением. На груди его лежала роза, с виду тоже совсем живая. Но через секунду Брюс и роза рассыпались в прах на глазах у археологов.

Неподалеку от крепости на берегу Невы находился дом Петра I — «красные хоромы». Он был построен по образцу домов в голландском городе Саардаме, где русский царь плотничал и учился кораблестроению. В Саардаме Петр занимал маленькую комнату в доме корабельного мастера, носил скромную одежду рабочего и вместе с другими мастеровыми трудился на верфи, получая жалованье. Непритязательный в личной жизни, Петр I и в Петербурге жил в домике, состоявшем из двух небольших комнат и кухни. Стены комнат были обиты беленым холстом, мебель в них стояла лишь самая необходимая, часть ее сделал сам царь. В одной из комнат он работал и принимал своих сановников, другая служила одновременно столовой и спальней. Снаружи деревянный домик был выкрашен на «голландский манер» под кирпич, центр крыши украшала деревянная мортира, а углы крыши — две деревянные «бомбы».

Это незатейливое жилище вполне отвечало вкусам царя. Невысокие потолки, скромное убранство; комната, служившая одновременно мастерской и кабинетом, — так выглядели покои Петра не только здесь, но и во дворцах, где он жил позже. Его нелюбовь к роскоши приводила к курьезным случаям. Во Франции, когда Петр приехал в Версаль, все было приготовлено к встрече. Войдя в роскошные апартаменты, царь задумчиво и с любопытством оглядел огромный зал со столом, украшенным великолепным сервизом, люстры и зеркала, взял с блюда яблоко — и объявил, что покои ему не подходят, он хочет чего-нибудь поскромнее. Его поселили в дорогом парижском отеле. Он и там не захотел жить в парадных комнатах, а разместился в гардеробной, приказав вместо кровати принести его походную постель, устроенную в кузове кибитки.