Дом Г. И. Головкина на слиянии Большой Невы и Большой Невки, построенный в 1710 г. из камня, добытого на развалинах шведской крепости Ниеншанц, являлся первой значительной каменной постройкой зарождающегося города. Первоначально это был небольшой дом с мезонином. В 1720 г. Головкин перестраивает дом, делая его двухэтажным с выступающим центром в три окна и с балконом на втором этаже. После смерти Головкина дом унаследовал его сын — Алексей Гаврилович. В 1734 г. в доме была устроена церковь, действовавшая до смерти матери. Из подражания Головкину и остальные петровские вельможи принялись строить себе каменные дома.
Кроме Меншиковского дворца на набережной выделялись своей пышностью и наружной отделкой дома П. П. Шафирова и М. П. Гагарина.
М. П. Гагарин начал возводить пышный дворец «о трех этажах» с голландской крышей, богато украшенный скульптурой. Но не достроил. В 1719 г. его арестовали за взятки и казнокрадство и вскоре повесили на Троицкой площади. Его дом отдали вновь образованному Синоду, который закончил строительство, сильно при этом упростив здание.
С конца XVIII в. здесь находился Гагаринский буян вместе с пристанью у перевоза через Неву.
П. П. Шафиров был одним из сподвижников Петра I, дипломатом, в 1713 г. заключившим мирный договор с Турцией. В 1717 г. вышла книга Шафирова о войне со Швецией. Эта книга, написанная по указу Петра I, выдержала несколько изданий.
Более скромным был двухэтажный дом Н. М. Зотова, некогда дядьки молодого царя, ставшего впоследствии начальником Канцелярии Петра I. Он более известен как «князь-папа» «Всешутейшего собора», созданного Петром I. У Н. М. Зотова было три сына: генерал-ревизор Сената Василий Зотов, переводчик книг Иван Зотов и морской офицер Конон Зотов. После смерти отца дом перешел к Василию. В 1721 г. последовал указ Петра I о передаче здания новому «князь-папе» Бутурлину.
Владельцы участков, расположенных вдоль набережной, были обязаны укреплять ее. Вскоре первая набережная города стала выглядеть наряднее.
О внешнем облике первых построек города можно судить по гравюрам, выполненным гравером А. Ф. Зубовым, работавшим в Петербургской типографии на Троицкой площади.
С 1712 г. юный Петербург стал столицей России. Начался его быстрый рост. Столице требовались образованные люди, поэтому уже в начале века было открыто несколько учебных заведений, в том числе и на Петровской набережной.
Важнейшим мероприятием Петра I в области науки стало основание Академии наук. 13 января 1724 г. он подписал в Сенате «Определение об Академии». После этого последовал указ об отведении «под жилье академическим чинам… также и для обучения студентов» особняка П. П. Шафирова. Сам Шафиров к этому времени оказался в опале, и его дом использовался для приема высокопоставленных гостей Петербурга.
28 января 1724 г. опубликован сенатский указ об учреждении Академии наук, извещавший, что «Петр Великий. указал учинить Академию, в которой бы учились языкам, а также прочим наукам и знатным художествам и переводили б книги». На содержание Академии отпускались денежные средства в размере 24 912 рублей, которые собирались с городов Нарвы, Дерпта, Пернова и Аренсбурга.
В июне 1724 г. дано распоряжение о найме работников для чистки «Шафирова двора». «К смотрению за домом» определен канцелярист Волков, а секретарь кунсткамеры И. Шумахер 28 января 1725 г. получил высочайшее распоряжение произвести опись дома.
Комнаты ученых благоустраивались особо. Для украшения комнаты Даниила Бернулли велено купить «русских суконных шпалер и оными помянуты покои обить. а если нет готовых, купить заморских». Роскошно был убран зал заседаний. Для его украшения из Сената взяли красный бархатный с двумя завесами из золотой парчи и позументом балдахин. Впоследствии в конференц-зал по торжественным случаям из дворца присылали «для приветствия высоких особ кресла бархатные и стулья». По мысли Петра I, вся жизнь академиков должна была протекать в этом доме.
27 декабря 1725 г. в доме Шафирова в присутствии членов правительства и виднейших представителей двора и духовенства состоялось первое торжественное академическое заседание. На нем выступали академики Я. Герман и Г. Б. Бюльфингер, отметившие создание Академии наук в России как крупнейшее событие того времени. 1 августа 1726 г. состоялось второе торжественное заседание Академии наук. В период нахождения Академии в доме Шафирова (1724–1727 гг.) в нее вступило 22 человека, среди которых математики Я. Герман, X. Гольдбах, Л. Эйлер, Н. и Д. Бернулли, физик Г.-В. Крафт, астроном Ж.-Н. Делиль, натуралист И.-Г. Гмелин, историк Г. З. Байер, крупный анатом И. Г. Дювернуа, физиолог И. Вейтбрехт, юрист И. С. Бекенштейн, оптик И. Г. Лейтман, химик М. Бюргер и другие. Из них Леонард Эйлер и Даниил Бернулли составили подлинную гордость Академии. Заседания Академии проходили также и в доме М. П. Гагарина.