В мае 1899 года на пароходе «Мурман» в Екатерининскую гавань перевезли имущество казначейства и других уездных учреждений. В новом административном центре края были построены здания полицейского управления, камера мирового судьи, арестный дом, две полицейские будки. Сооружены были также общественные бани, аптека при больнице и флигель для медицинского персонала, здание для машин электрического освещения, дамба, гостиница.
С конца XIX века гавань стала активно использоваться для базирования военных кораблей, охранявших северные рубежи страны от иностранных браконьеров. 7 июня 1899 года Николай II утвердил название порта в Екатерининской гавани – Александровск, – и уже 24 июня состоялась церемония открытия молодого северного города.
Для празднования в гавань пришли крейсер «Светлана», норвежский броненосец «Торденшельд», другие корабли и суда. Город Александровск начал жизненный путь. Петербургская газета того времени, «Новое время», писала: «…с этого дня Россия обладает в Ледовитом океане первым незамерзающим портом и может ногою твердой стать у открытого океана».
Население города составляло на тот момент около 300 жителей. В городе насчитывалось 40 деревянных домов, 25 из которых были жилыми, а остальные использовались для административных нужд. В них разместились почта с телеграфом, школа, больница на шесть коек, церковный приют, арестантская камера, машинный зал электрического освещения, научно-промысловая станция. Эта станция в советское время стала научно-исследовательским институтом.
Из Екатерининской гавани уходили знаменитые полярные экспедиции Эдуарда Толля (1900 г.), Владимира Русанова (1912 г.), Георгия Брусилова (1912 г.) и многих других полярных исследователей. С 1903 года здесь базировался один из отрядов Гидрографической экспедиции Северного Ледовитого океана, который занимался исследованием мурманского побережья с парохода «Пахтусов». Именно отсюда был осуществлен первый перевод 15 речных буксиров и лихтеров, закупленных в Германии, на Енисей.
Перед Первой мировой войной Морское министерство России недооценивало роль северного театра в будущей войне, поэтому никаких оперативных планов ведения военных действий разработано не было. С началом войны Кольский залив стал приобретать все большее значение для экономики страны: сюда прибывали грузы из союзных стран. Морское ведомство было вынуждено принять меры для их охраны. В районе губы Кислой была развернута береговая батарея, состоящая из одного 120-мм и двух 75-мм орудий. На северный театр военных действий были перебазированы вспомогательный крейсер «Василий Великий», посыльное судно «Колгуев», тральщик «Восток», транспорт «Харитон Лаптев».
Впоследствии в Кольский залив перевели английский крейсер «Ифиджения» и отряд траления. Немного позднее в Александровск прибыл минный заградитель Сибирской флотилии «Уссури». Из этих кораблей был сформирован отряд обороны Кольского залива. Предпринимались попытки перевести в Александровск и подводные лодки из Белого моря, но все они закончились неудачей.
Предпринятые меры в скором времени дали свои результаты. Миноносец «Грозовой», посыльное судно «Купава» и тральщик Т-13 при конвоировании двух пароходов и плавучего крана потопили немецкую подводную лодку U-56. В январе 1917 года тральщик Т-30 таранил подводную лодку U-76. В результате тарана лодка утонула. Корабли обороны Кольского залива начали конвоировать торговые суда от границы с Норвегией до Екатерининской гавани. Александровск стал форпостом на северном морском театре.
После Великой Октябрьской революции – в связи с выходом Советской Республики из войны – снабжение страны через северные порты уменьшилось, однако советское правительство продолжило укреплять свои северные позиции. В августе 1918 года начала создаваться Северодвинская военная флотилия, основной задачей которой являлась борьба с интервентами и белогвардейцами, захватившими Мурманск и Архангельск. Первоначально флотилия базировалась на город Котлас.
Для того чтобы задержать наступление противника по Северной Двине, флотилия оборудовала минные позиции, оказывала помощь сухопутным войскам артиллерией, срывала снабжение войск водным транспортом, вела борьбу с минами, выставляемыми врагом.