Во главе Канцелярии городовых дел был поставлен обер-комиссар, или «директор над санкт-петербургскими строениями», Ульян Акимович Синявин (брат известного вице-адмирала Наума Акимовича Синявина), сама же Канцелярия разместилась в одном из двух его домов на Городовом острове, близ Троицкой площади. Этот дом находился на левом берегу Большой Невки. Главным архитектором Канцелярии стал Доменико Трезини. Они хорошо дополняли друг друга. Синявин и Трезини стали главными советниками Петра I по строительным делам. Трезини уважительно называл Синявина «отцом», который был душой всего дела в Канцелярии городовых дел, обладая блестящими организационными способностями. В конце каждого года Ульян Акимович подавал государю перечень объектов со списком необходимых работ. Государь рассматривал эти бумаги и утверждал смету расходов. Помимо Петербурга Канцелярия вела работы в Петергофе, Стрельне, в Дубках, Шлиссельбурге и Кронштадте. Руководство деятельностью Канцелярии осуществлялось царскими и сенатскими указами, предписаниями и распоряжениями.
Канцелярии городовых дел подчинялся батальон солдат численностью более 500 человек, учрежденный в 1709 г. Батальон занимался доставкой припасов, надзором за работными людьми, несением караулов в установленных начальством местах и охраной стоявших рядом складов-магазинов. Он размещался на противоположном берегу Большой Невки, на Выборгской стороне, неподалеку от Сампсониевской церкви, и неофициально назывался «Синявинским». Память об этом батальоне сохранилась в названии Батальонного переулка, находящегося в месте расположения «Синявинского» батальона.
При канцелярии также имелась школа, в которой получали первоначальное образование будущие архитекторы, которым один из архитекторов Канцелярии преподавал черчение, математику, строительное искусство. Здесь же готовили мастеров строительного дела и специалистов «огородной науки».
В 1714 г. Канцелярию городовых дел возглавил князь Алексей Михайлович Черкасский, при котором У. А. Синявин продолжал службу в Канцелярии. Князь, по отзывам современников, был «несмел», «весьма посредственен разумом, ленив, не знающ в делах, одним словом, таскающий, а не носящий свое имя», что не помешало ему впоследствии стать кабинет-министром и канцлером при императрице Анне Иоанновне.
С 1716-го по 1719 г. обязанности главного архитектора Канцелярии городовых дел исполнял французский архитектор Ж. Леблон, которому государь подчинил всех архитекторов, работавших в Петербурге. Он же, в свою очередь, назначил из числа строительных мастеров начальников по видам работ – слесарных, столярных, литейных, камнерезных. Им же были учреждены Школа лепки и художественной резьбы по дубу и Архитектурная школа, а также открыты 19 мастерских по производству разных видов строительных и отделочных работ.
В 1720 г. князя А. М. Черкасского назначили сибирским губернатором, и У. А. Синявин вновь возглавил Канцелярию городовых дел. В этой должности он пробыл до 1735 г.
В том же 1720 г. к Канцелярии причислили Живописную команду художников, украшавших здания и другие объекты. Это были универсальные мастера, которые расписывали триумфальные ворота, изготовляли садовые украшения, знамена, театральные декорации, костюмы, писали иконы и прочее.
В 1720 г. в управленческом штате Канцелярии городовых дел числилось 38 человек. Помимо руководителя Канцелярии, управляли ею еще двое так называемых «судей». Таким образом, управление Канцелярией, то есть рассмотрение всех вопросов и принятие решений по ним, было коллегиальным. Кроме того, в штате Канцелярии находились два дьяка и 24 подьячих, занимавшихся оформлением документов, и 9 комиссаров, курировавших строительство объектов. Каждый комиссар вел несколько объектов, как правило, расположенных недалеко друг от друга. Кроме наблюдения за ходом строительства, комиссары распределяли денежные средства, отпущенные на строительство объектов, обеспечивали работников провиантом, заключали подрядные договоры.
В 1723 г. Канцелярию городовых дел преобразовали в Канцелярию от строений. Общая численность сотрудников составила 2225 человек, в число которых, помимо конторских, вошли также архитекторы, гезели (архитектурные помощники), мастера, подмастерья, ученики, мастеровые люди и прочие работники.
Вскоре Канцелярия переместилась из дома Синявина в каменные палаты покойной царевны Натальи Алексеевны в Литейной части Петербурга. Здесь расположились не только Контора, но и ряд мастерских. Канцелярия под разными названиями существовала до 1797 г., а затем вошла в состав Гоф-интендантской конторы.
Первые планы застройки Петербурга