В мае 1714 г. Петр, находясь в плавании на корабле «Екатерина», лично написал капитан-поручику Г. Скорнякову-Писареву: «Господин капитан-поручик! Понеже господин адмирал граф Апраксин писал, дабы выслали в Петербург с Москвы из Навигацкой школы учеников, которые выучили геометрию, 20 человек, и когда оные в Петербург приедут, тогда их прими и учи артиллерии, а заранее о том донеси князю Александру Даниловичу Меншикову, дабы он велел к приезду их сделать в Петербурге в удобном месте избы, где их учить». Это первый известный нам документ, свидетельствующий о переводе части Навигацкой школы в Петербург. В 1715 г. была утверждена подробная «Инструкция Морской академии в С.-Петербурге», предписывающая распорядок жизни и работы на новом месте. Низшее Навигацкое училище продолжало пребывать в Москве, а в Петербурге создавалась Морская академия, куда переводились старшие лучшие ученики и принимались новые. 20 декабря 1715 г. был издан указ, предписывавший: «Которые есть в России знатных особ дети, тех всех от 10 лет и выше выслать в школу С.-Петербургскую, а в чужие края не посылать, и чтоб оные недоросли высланы были нынешнею зимою». Этой «школою С.-Петербургскою» и была Морская академия.
В Петербурге не только специальное, но и общеобразовательное значение Морской академии расширилось: наряду с математическими и военными дисциплинами в ней преподавались политика, геральдика, гражданские законы, гражданская архитектура и другие «шляхетные науки», а также семь иностранных языков (по-видимому, на выбор): английский, французский, немецкий, шведский, датский, итальянский и латинский. Военная часть обучения должна была состоять, согласно адмиралтейскому регламенту, из «артиллерии, навигации и фортификации, шанцев и ретраншементов, воинских обучений с мушкетами».
Морская академия основана была в знаменательное для истории русского флота время — после Гангутской победы. В первые годы ее существования была предпринята экспедиция на Гогланд, а в 1716 г. Петр оказался начальником соединенной русско-датско-англо-голландской эскадры, в которой Россия смогла уже выставить 26 крупных военных судов. При таких условиях на подготовку морских офицеров приходилось обратить особое внимание. Если матросы на наших судах были уже почти поголовно русские, то среди офицерских чинов этого времени насчитывалось еще около половины иностранцев.
Помещалась Морская академия в соседстве с Адмиралтейством в построенном в 1712 г. доме Кикина, на набережной, где теперь стоит здание Зимнего дворца. Дом был, по-видимому, небольшой (описание его не сохранилось), так что к нему пришлось пристроить несколько мазанок. Рядом с ним стоял дом начальника флота графа Федора Апраксина. Набережная, шедшая от Адмиралтейства к «почтовому дому» (впоследствии на этом месте был выстроен Мраморный дворец), усиленно укреплялась. В болотистую землю забивали бесконечное число свай, валили фашинник, землю, щебень, обсаживали набережную вывезенными из Гамбурга липами. Против Адмиралтейства был отгорожен луг; на расположенном невдалеке участке адмирала Крюйса был разбит красивый сад с оранжереей.
Главным преподавателем Морской академии был англичанин Фарварсон, перебравшийся из Москвы вместе со своим помощником Гвином. Из первых директоров следует отметить Андрея Артамоновича Матвеева и двоюродного брата царя — Андрея Львовича Нарышкина, учившегося за границей. Нарышкин водил своих питомцев в морские походы, заставляя их практически изучать морское дело. При нем было усилено обучение стрельбе, больше внимания уделялось упражнениям в морской съемке и астрономии. Морские науки проходились по книгам и запискам Фарварсона. По окончании академии ее воспитанники выходили в морские офицеры, геодезисты, топографы, архитекторы. Некоторые из окончивших становились учителями провинциальных «цифирных» школ. Среди воспитанников Академии были лица, снискавшие себе впоследствии громкую известность, например адмирал С. И. Мордвинов, гидрограф А. И. Нагаев, судостроитель И. И. Неплюев и др.
В московской Навигацкой школе сословный состав учеников был пестрый: рядом с детьми «дворянского чина» и «людей боярских» обучались дети солдат, подьячих, приказных. При Петре профессиональное образование не являлось еще узко сословным. Ищущих знания людей было слишком мало, чтобы пренебрегать кем бы то ни было (за исключением лиц, положенных в подушный оклад). Для набора 300 человек — первоначально установленного комплекта Морской академии — отдан был уже упоминавшийся приказ о высылке в Петербург «знатных особ детей». Однако учиться, даже в Морскую академию, дворянство шло еще не весьма охотно. Если бы даже почти каждая знатная семья имела хотя бы одного представителя в петербургской «морской гвардии», то это все же далеко не могло бы заполнить нужного комплекта. Имеются сведения, что в 1717 г. некоторые ученики были «наги и босы», «кормились вольною работой», а иногда даже «побирались, волочась между дворами». Конечно, такие воспитанники не принадлежали к богатым и знатным семьям.