Петропавловская крепость заложена 27 мая 1703 года. По преданию, Петр I сам выбрал место для новой крепости – небольшой Заячий остров (по-фински – Енисаари), расположенный в устье реки Невы. Цитадель в форме шестиконечной звезды сооружалась по проекту, составленному французским инженером Ж.Г. Ламбером при участии царя.
Шесть куртин соединяют шесть мощных бастионов, названных именами сподвижников Петра I. Оборонительную систему с запада и востока замыкают Иоанновский и Алексеевский равелины. Два моста —Иоанновский и Кронверкский — соединяют Заячий остров с Петроградским. 1 октября 1703 года крепость освятили. На Государевом бастионе был поднят Андреевский флаг, на крепостных валах установлены триста орудий. 29 июня 1703 года в центре Петропавловской крепости заложили небольшую деревянную церковь во имя апостолов Петра и Павла, на месте которой в 1712–1732 годах возвели каменный собор. С 1731 по 1858 год Петропавловский собор имел статус кафедрального храма столицы, затем был причислен к придворному ведомству. Собор служил усыпальницей царствующего Дома Романовых. Здесь похоронены русские императоры и императрицы от Петра I до Николая II, за исключением Петра II и Иоанна VI. С собором крытой галереей соединена Великокняжеская усыпальница.
В течение XVIII–XIX веков на территории крепости были построены здания и сооружения разного назначения: Ботный дом, Артиллерийский цейхгауз, Монетный двор, Комендантский и Инженерный дом, a также гауптвахта и другие.
Уже в XVIII веке крепость стала местом заключения государственных преступников, в XIX — главной политической тюрьмой России.
При императоре Александре I в начале XIX века крепость впервые была открыта для посетителей. В 1900-е годы в Петропавловском соборе проводились экскурсии по императорскому некрополю. В 1924 году тюрьма Трубецкого бастиона превратилась в музей.
В 1954 году комплекс зданий Петропавловской крепости был передан Государственному музею истории Ленинграда (Санкт-Петербурга).