Будущее города, видимо, с самого начала мыслилось Петру величественным и блистательным: уже 28 сентября 1704 г. он писал Меншикову, что едет в свою «столицу Питербурх». Между тем шведы еще угрожали новопостроенной крепости и с суши и с моря. На заливе, близ острова Котлин, подступы к Питербурху защищал построенный за зиму деревянный форт Кроншлот (предшественник Кронштадта): в июле 1704 г. он помешал эскадре шведского адмирала Пру прорваться в Неву. Несколько раз в течение 1704 - 1705 гг. город пытался атаковать с суши восьмитысячный отряд генерала Майделя. Дважды за лето 1705 г. пробовали захватить остров Котлин шведские десанты эскадры Анкерштерна. Все эти попытки были отбиты.
Русская армия тем временем освобождала Ям и Копорье, в августе 1704 г. были взяты Нарва и Ивангород, перед тем пал Дерпт (древнерусский Юрьев, ныне Тарту). Для дальнейшего развития военных действий на Балтике необходим был флот. С основанием Петербурга центр российского кораблестроения должен был находиться здесь, на берегах Невы.
5 ноября 1704 г. Петр составил «чертеж» - проект Адмиралтейства. Строительство его завершилось через год, осенью 1705 г. Первое петербургское предприятие - судостроительная верфь - одновременно было и крепостью с 5 бастионами, защищавшими подступы к левому берегу Невы и перекрывавшими артиллерийским огнем речной фарватер. Под защитой бастионов находились 10 эллингов и стапелей, на которых можно было строить суда длиной до 25 метров. В 1706 г. были спущены на воду первенцы Адмиралтейства - 18-пушечный корабль «Прам» и яхта «Надежда». В декабре 1709 г., после Полтавской победы, на Адмиралтействе был заложен первый линейный корабль «открытого моря» - 54-пушечная «Полтава».
Адмиралтейство стало центром притяжения городской застройки: близ него поставили 100 изб для морских офицеров (они дали начало Морским слободам). На правом же берегу Невы, недалеко от крепости, на Березовом острове (его все чаще называли Городовым, по «городу» - как привычно, на старорусский лад именовали крепость), еще в 1703 г. был поставлен домик Петра из тесаных бревен, раскрашенных «под кирпич». Здесь же, на Троицкой площади, возвели деревянный собор, несколько сотен брусчатых лавок составили Гостиный двор, на крепость были ориентированы улицы первых городских слобод - Пушкарской, Ружейной, Посадской, Зелейной, Гребецкой, Рыбацкой, Большой и Малой Дворянских.
К осени 1703 г. на строительстве крепости и города было занято около 20 тыс. подкопщиков, как называли присылаемых из разных городов России работных людей. Через год Петр распорядился увеличить их количество до 40 тысяч, но практически работали не более 35 тысяч человек. Подкопщиков брали по одному с девяти-шестнадцати крестьянских или посадских дворов. Они являлись в Петербург тремя сменами (работы велись с 25 марта по 25 сентября), получали хлебное и денежное жалованье из расчета по полтине в месяц (эти деньги собирали дворы, которые не посылали подкопщиков). В первую смену приходили работные люди из-под Старой Руссы, Торопца, Ржева, Великих Лук, Холма, Ростова, Переславля-Залесского, Суздаля, Шуи, Звенигорода, Углича, Кинешмы, Вологды. На лето работников поставляли Смоленск, Дорогобуж, Рославль, Вязьма, Можайск, Брянск, Курск, Орел, Рыльск, Трубчевск, Мценск, Кромы. Их сменяли подкопщики из Алатыря, Казани, Керенска, Касимова, Нижнего Новгорода, Арзамаса, Свияжска, Симбирска, Самары, Сызрани, Саратова, Уфы. Петербург в буквальном смысле «всем миром» строила вся Россия.
Наряду с подкопщиками городу нужны были квалифицированные строители. По указу Петра, на «вечное жительство» в Петербург ежегодно прибывали с семьями так называемые переведенцы: каменщики, кирпичники, плотники, слесари, столяры, пильщики, портные, купцы, канцеляристы. Переведенцы получали в год 12 рублей денежного жалованья и на хлеб по 10 рублей, им ставили избы (обычно одну на две семьи), отводили огороды; в год прибывало до полутора тысяч человек. Именно они составили основу трудового населения города.
На строительстве трудились также вольнонаемные, отпущенные на оброк крестьяне (с 1718 г. посылка подкопщиков прекратилась), солдаты, пленные шведы. С 1703 г. работами руководили первый петербургский генерал-губернатор А. Д. Меншиков и первый архитектор города Доминико Трезини. В 1706 г. была учреждена Канцелярия городовых дел, в ведении которой находились все строительные работы в крепости (начиналась ее перестройка, замена земляных бастионов кирпичными) и в городе. В 1723 г. она была переименована в Канцелярию от строений.
После побед русских войск в Северной войне реальная опасность более не угрожала Петербургу. С 1710 г. начинается новый этап строительства города: закладывается церковь Исаакия Далматского; основывается монастырь Александра Невского, чтимого на Руси борца за русскую землю, здесь, на берегах Невы, одержавшего победу над шведами. Просека, соединившая монастырь с Адмиралтейством, стала называться Большой першпективой (в дальнейшем - Невский пр.). В крепости с 1712 г. по проекту Д. Трезини начинается строительство в камне Петропавловского собора (по мере его завершения Петербургскую крепость стали именовать Петропавловской).
Канцелярия городовых дел во главе с У. А. Синявиным деятельно воплощала в жизнь градостроительные замыслы Петра. Центром города по-прежнему оставался Городовой остров (его все чаще называли Петербургским, или Петербургской стороной). Здесь под прикрытием крепостных бастионов располагался порт, а на берегу в начале Малой Невы стоял Мытный двор, таможня (на месте нынешней Мытнинской наб.). На Троицкой пл. в 1713 г. был выстроен двухэтажный Гостиный двор, обнесенный галереей и крытый черепицей. Строительство велось по регламенту, «мазанковые» (деревянные с оштукатуренными и побеленными стенами) дома ставились вдоль улиц фасадом к «красной линии», хозяйственные постройки возводились в глубине двора.
Появились и весьма представительные здания. На Городовом острове были построены дома генерал-губернатора А. Д. Меншикова, генералов В. И. Геннина и Р. В. Брюса, У. А. Синявина. Великолепный трехэтажный каменный дворец с обширным садом строился для Меншикова на Васильевском острове. Для Петра на левом берегу Невы в 1710-1714 гг. Д. Трезини и А. Шлютер построили Летний дворец. Здесь же был заложен Летний сад, отделенный прорытым в 1711-1715 гг. Лебяжьим каналом от Большого луга, или Потешного поля, на котором устраивали празднества и фейерверки в честь военных побед (Марсово поле). На берегу Невы, вдоль Большой ул. (ныне ул. Миллионная), на месте поставленного еще в 1708 г. для Петра, по свидетельству современника, «маленького домика голландской архитектуры», в 1711-1712 гг. был выстроен двухэтажный Зимний дворец (простоявший до 1716 г., когда он был перестроен по проекту Г. И. Матарнови). Между Зимним дворцом и Адмиралтейством по берегу Невы стояли каменные дома генерал-адмирала Ф. М. Апраксина, А. В. Кикина, С. Л. Рагузинского, П. И. Ягужинского, адмирала К. И. Крюйса и других высших чинов Адмиралтейства, образовавшие парадную застройку Дворцовой набережной.
Адмиралтейский остров и Московская сторона, где сухопутные дороги обеспечивали подвоз всего необходимого, были наиболее удобным пространством для естественного роста города. В 1711 г. в дополнение к Адмиралтейской ниже по Неве закладывается Галерная верфь. Вся территория от Галерного двора до Адмиралтейства отводилась под застройку для адмиралтейских служащих и строителей. Адмиралтейство быстро превращается в сложный промышленный комплекс.
В том же 1711 г. на Московской стороне был заложен Литейный двор - второе по величине государственное промышленное предприятие Петербурга, Уже в 1713 г. он дал первую продукцию, здесь выросли слесарная, токарно-лафетная, столярная, паяльная, кузнечная мастерские. Руководил строительством выдающийся инженер В. И. Геннин, а затем генерал-фельдцейхмейстер Я. В. Брюс
На месте старинного с. Спасского в излучине Невы расположились слобода и Смольный двор, где гнали смолу для производственных нужд Адмиралтейства. Между Смольным и Литейным дворами появилась и парадная, дворцового характера застройка вдоль берега Невы. Петр предпринимал самые энергичные меры для быстрого заселения столицы служилым дворянством: в 1712 г. бы утвержден именной список тысячи двухсот дворян, обязанных переселиться в Петербург.