В Летнем дворце коллекциям отвели специальное помещение и назвали его на заграничный манер Кунсткамерой. Вскоре первым коллекциям, включавшим и всевозможные предметы из Америки, Индии и других стран Востока, стало тесно в царских апартаментах.
В 1718 г. царь конфисковал особняк опального боярина Александра Кикина и приказал разместить Кунсткамеру в нем. Тогда же в предвидении роста коллекционных собраний на Стрелке Васильевского острова заложили огромное по тем временам новое здание. Закончено его строительство было уже после смерти Петра — в 1728 г., и в нем разместились Кунсткамера — первый русский научно-познавательный музей, библиотека и мастерские Петербургской Академии наук.
Так, начав свой путь с личных коллекций Петра I, петербургская Кунсткамера стала колыбелью русской науки. Здание ее сохранилось до наших дней, в нем и сейчас самый крупный в мире этнографический музей — Музей антропологии и этнографии имени Петра Великого и научные кабинеты Ленинградского отделения Института этнографии имени Н. Н. Миклухо-Маклая Академии наук СССР.
Прошло более двух столетий, но и сегодня ленинградцы и гости Ленинграда называют этот музей Кунсткамерой.
Включение Кунсткамеры в Академию наук привело к постоянному накоплению коллекций, этому обязаны были способствовать уже первые академические экспедиции, отправлявшиеся в Сибирь и на Дальний Восток вплоть до Камчатки; пополнялась Кунсткамера также за счет личных пожертвований ученых.
В начале 40-х годов XVIII в. в составе музея были собственно Кунсткамера с входившим в нее Физическим кабинетом, Натуркамера с анатомическим театром, Мюнцкабинет (собрание монет, медалей и подобных изделий) и Императорский кабинет (личные вещи Петра I, его восковая фигура и т. д.).
Этнографические коллекции рассказывали о жизни, культуре, быте народов всех, за исключением Австралии, населенных континентов.
Следует заметить, что у Кунсткамеры поначалу была слишком мало рачительных хозяев.
К 60-м годам XVIII в. дела в первом русском музее оказались так запущены, что это вызвало возмущение передовых людей того времени. В 1767 г. молодой профессор С. Г. Гмелин подал рапорт президенту Академии: «Весьма сожалею, что такой кабинет, который, может быть, больше значит, чем все знатные вещи на свете, поныне от неразумного смотрения в такое худое состояние пришел, что едва оный исправить возможно будет».
Рапорт был принят во внимание. Канцелярия Академии 9 августа 1767 г. распорядилась: «Из кунсткамерских вещей все, что до животного царства принадлежит, включая анатомические, препоручить г-ну профессору Палласу, так чтобы расположение оных, каким образом в лучший порядок привесть и сохранить, прямо и единственно от него зависело; те же люди, которые при тех же вещах находятся, должны непосредственно от него зависеть, поелику принадлежат к тому делу, притом должен он принять вещи по каталогу, находящемуся в библиотеке, слича оный с тем, который у себя будет хранить, и другой, который ему пришлется из комиссии… на том же основании анатомические вещи препоручить г-ну Вольфу, а травы г-ну Гмелину… порядочное содержание разного звания моделей, математических и прочих инструментов, китайского, камчадальского и прочих разных народов платья в других достопамятных и курьезных вещей… подбиблиотекарю Осипу Петрову».
За исключением Петрова, проработавшего немного, каждый из вновь назначенных оказался крупнейшим специалистом в своей области. Все трое стали действительными членами Академии наук. Большая экспедиционная деятельность Палласа и Гмелина широко известна, их труды по изучению природы и культуры Россия вошли в золотой фонд русской науки. О замечательных работах Вольфа по механизму наследственности и постоянству видов Фридрих Энгельс сказал, что они гениально предвосхитили на целый век теорию Дарвина.
Назначение видных ученых ответственными за отдельные собрания Кунсткамеры не решило всех возникших перед музеем проблем, особенно в связи с поступлениями коллекций от академических экспедиций, начавших в 1768 г. работу по составлению физико-топографического описания России.
Но наступил 1771 г., и на специально учрежденный пост «надсмотрителя» Кунсткамеры был назначен воспитанник Ломоносова Семен Кириллович Котельников.
Котельников оказался именно тем человеком, который мог направить работу Кунсткамеры, мог навести порядок в хранении и показе коллекций. К концу XVIII в. стараниями Котельникова и ученых — хранителей отделов Кунсткамера становится крупнейшим научным центром в мире. По распоряжению Котельникова для «великолепия Кунсткамеры» срочно были изготовлены в начале 1780 г. «для разного куриозного платья азиатского несколько манекенов с натуральными к тому платью лицами и прочим прибором».