Нартов внес свой замечательный вклад для развития отечественной военной техники. Особенно хорошо пошло дело после того, когда он сосредоточил свои станки в Лаборатории механических и инструментальных наук, где и были решены многие военно-технические задачи. 28 марта 1740 года кабинет-министры Волынский, Черкасский и Остерман приняли решение, признававшее заслуги Нартова в развитий артиллерийской техники. Они указали, что Нартову дано правительственное задание: «велено некоторое нужное дело исправить в артиллерии». Однако, как и обычно, никаких условий для работы не создали. В решении так и записали, что Нартов может заниматься артиллерийскими работами только «между академическими делами».
Шумахер, у которого тогда была вся полнота власти в Академии, загружал Нартова массой мелких поручений по Академии. На их выполнение уходило очень много времени, отнимая которое, Шумахер не без ехидства напоминал, что с Нартова будут взыскивать за «нужное дело» для артиллерии. Когда Нартову требовалась академическая шлюпка с гребцами для поездки в связи с военной работой, Шумахер старался чинить всевозможные, даже и в такой мелочи, препятствия.
Нартов ответил на происки Шумахера чрезвычайно широким развертыванием своих военно-технических работ. После отхода от руководства Академией они приобрели такой размах, что пришлось создать еще одну специальную лабораторию. В академической Лаборатории механических и инструментальных наук вести военно-технические работы, строго секретные, было не только тесно, но и небезопасно.
Новый центр специально для военных работ был создан на Кронверке Петропавловской крепости. На Петроградской стороне, невдалеке от правого берега протока, отделяющего остров с цитаделью и Петропавловским собором от Кронверка, Нартов построил Секретные палаты. Они вошли в систему сооружений Арсенала и расположены были внутри Нового пушечного двора. Сюда не допускались даже работники Арсенала: палаты обнесли забором.
Внутри Нового пушечного двора находилось против Секретных палат здание, в котором действовала изобретенная Нартовым машина для сверления пушек.
В здании провиантского магазина, расположенном западнее Секретных палат, действовала изобретенная им машина для обтачивания цапф у пушек, мортир и гаубиц. Часть этого здания со стороны Секретных палат отделили перегородкой. В торце этой части здания, как и в противоположном торце Секретных палат, прорубили двери и устроили «въезды» — накаты для доставки пушек.
Секретные мастерские Нартова были, таким образом, расположены среди мастерских, где работали изобретенные им машины, выполнявшие ответственные технологические операции по производству артиллерийских орудий. К востоку от Секретных палат стояли корпуса слесарной мастерской и кузницы.
Напротив места, где проток между Кронверком и цитаделью возвращается в Неву, возвышался большой корпус — «Литейной дом», к югу от которого находилась пристань. Здесь можно было производить литье артиллерийских орудий и снарядов по способам, изобретенным и внедренным в производство Нартовым.
В Секретных палатах шли и опытные и производственные работы. Здесь неутомимый изобретатель, конструктор и технолог изыскивал и испытывал химические «секретные» материалы, вел опыты в «химических самодувных печах», то есть пламенных печах, работавших без принудительного дутья. Здесь же он вел работы в связи с изобретением и внедрением новых механизмов и машин. «Секретные» мастера, мастеровые и ученики вместе с ним заделывали раковины в каналах пушек, гаубиц, мортир. Они исправляли испорченные при отливке ядра и бомбы, возвращали в строй пушки, считавшиеся уже ни на что не пригодными.
Нартов создал внутри Арсенала свой исследовательский и производственный центр. Он поставил дело так, что вокруг секретных мастерских оказались сосредоточенными все основные, необходимые для осуществления его изобретений производственные цехи, от литейного двора до кузнечных и слесарных мастерских. Все это дает еще одно из ярких свидетельств того, каким он был блестящим инженером, глубоким знатоком организации производства
Производство артиллерийских орудий, как известно, относится к специальному машиностроению. Работы Нартова в Арсенале на Кронверке показывают, что как инженер-организатор он был одним из зачинателей в нашей стране машиностроительного производства.
Велики его заслуги и как инженера и ученого, подготовившего большую группу специалистов для работы в этой области машиностроения. Он воспитал многих знатоков дела и организовал их работу в Петербурге и в других городах. Непосредственно вместе с ним на Кронверке работали один из его ближайших помощников, опытный пушечный мастер Степан Копьев и пушечный ученик Семен Жариков. Здесь же трудились его ближайшие ученики «секретных дел» — Прохор Семенов, Степан Окулов. Великому изобретателю и инженеру помогали котельный ученик Никита Космачев, слесарь Антон Калистратов, кузнечный подмастерье Яким Данилов, кузнецы Петр Соловьев и Иван Шестаков.