В 1703 году был заложен город, ставший столицей Российской державы, и получившего имя святого патрона его основателя. Построить город на болотах, в условиях трудной Северной войны было дерзкой, почти нереальной идеей. Город возник сначала как крепость и порт, поэтому Петропавловская крепость и Адмиралтейство, окруженные укреплениями, были одними из первых построек. Центр нового города, задуманный сначала на Петербургской стороне, вскоре был перенесен на Васильевский остров, который стал своеобразным административным и культурно-просветительным центром города. Со временем центром города становится Адмиралтейская сторона, где от Адмиралтейской башни со шпилем тремя лучами отходили Невский и Вознесенский проспекты и возникшая несколько позже Гороховая улица.
Проект планировки Петербурга (1716) был разработан приглашенным Петром талантливым архитектором Ж.-Б. Леблоном. Но некоторая абстрактность замысла, а также сложность местного рельефа не позволили осуществить этот проект, хотя общий замысел регулярности леблоновского проекта сохранился в петербургском архитектурном ансамбле. В создании архитектурного облика новой столицы значительную роль сыграли швейцарский архитектор и строитель Доменико Трезини и русский зодчий М.Г. Земцов.
Под руководством Трезини, по сути, главного архитектора города того времени, был построен собор Петропавловской крепости. Петропавловский собор – доминанта новой столицы, восстановлен в первоначальном виде после пожара 1756 года. Базиликальный трехнефный по композиции собор, был завершен по плану Трезини в западной части высокой колокольней со шпилем. Колокольня представляет непривычный русскому глазу восьмерик на четверике, а единый, в несколько ярусов-этажей массив, напоминающий европейские колокольни или ратушные башни. Светский характер общего облика Петропавловского собора, простота образного решения, место сооружения в «контексте» городского ансамбля – все это определило принципиальную роль произведения Трезини в ряду других памятников петровского времени.
Трезини исполнил также Петровские ворота Петропавловской крепости (1707–1708) – сначала в дереве, а в 1717–1718 переведены в камень в честь победы России в Северной войне. Для украшения ворот был приглашен скульптор Конрад Оснер Старший, изготовивший деревянный рельеф «Низвержение Симона-волхва» (перенесен позже на каменные). Ниши ворот украсили статуи Беллоны и Минервы, авторство которых приписывается Н. Пино.
Особенности социально-экономического и политического развития страны обусловили преобладание гражданского строительства. Важным направлением гражданского строительства стало возведение административных и общественных построек. Уже в первой четверти столетия в Петербурге были построены Гостиный двор, Биржа, Адмиралтейство, здание Кунсткамеры. Строительство мануфактур, заводов и рудников обусловило развитие промышленного строительства.
Отличительная особенность Петербурга обилие общественных и административных построек. Д. Трезини спроектировал здание Двенадцати коллегий в 1722 году, закончено к 1742 году при участии М. Земцова. Единое здание расчленено на 12 ячеек – «коллегий» (каждая под самостоятельной кровлей), соединенных единым коридором и галереями первого этажа, из которых до нашего времени сохранилась лишь одна. Пилястры, объединяющие два верхних этажа, придают цельный характер всему зданию.
При Петре было начато совсем новое по своему назначению и по архитектуре здание первого русского музея – Кунсткамеры, которую, последовательно сменяя друг друга, строили Г. Маттарнови, Н. Гербель, Г. Кьявери и М.Г. Земцов (1718–1734). Завершающая здание башня предназначалась для астрономических наблюдений, большие двусветные залы с хорами во втором и третьем этажах – для естественноисторических коллекций и библиотеки. М.Г. Земцов участвовал в создании Летнего сада, дворцово-парковых ансамблей в Петергофе – загородной резиденции царей на побережье Финского залива. Летний сад («огород», как его называли в петровское время) с его скульптурами, фонтанами и гротами являет пример одного из первых регулярных парков в России.
Как и в предыдущем столетии, значительное место в русской архитектуре занимало строительство дворцов для представителей высшей знати. Из ранних построек Петербурга сохранился Летний дворец Петра в Летнем саду (1710–1714, Д. Трезини, А. Шлютер и др.) – простое прямоугольное двухэтажное здание с высокой кровлей. Расположенный на берегу, у слияния Невы и Фонтанки, дом имел небольшой «гаванец» – бассейн, сообщавшийся с Фонтанкой и дававший возможность попадать в апартаменты прямо с воды. По фасаду Летний дворец украшен расположенными между окнами первого и второго этажей рельефами, исполненными А. Шлютером и его командой, на темы «Метаморфоз» Овидия.