Didirikan pada 27 Mei 1703 di Pulau Zayachy (Kelinci) di muara Sungai Neva, Benteng Petropavlovskaya menjadi jantung ibu kota Rusia yang baru. Hari ketika pembangunan benteng itu dimulai kini dirayakan sebagai hari jadi kota Sankt Peterburg.
Menurut legenda, pulau itu tadinya dihuni oleh banyak kelinci — salah satunya bahkan melompat ke dalam sepatu bot Tsar Pyotr I ketika ia hendak turun dari kapalnya. Sebuah patung kelinci didirikan di dekat Jembatan Ioannovsky yang menghubungkan benteng dengan daratan. Konon, jika Anda melempar koin ke patung kelinci, Anda akan beruntung.
Pyotr yang Agung ingin menunjukkan bahwa Sankt Peterburg ditakdirkan untuk menjadi kota paling penting di Rusia, yang arsitekturnya bahkan melampaui Moskow. Salah satu proyeknya yang paling ambisius adalah Katedral Petropavlovskiy yang didirikan pada 1712 di dalam benteng dan selesai 21 tahun kemudian.
Dengan tinggi 122,5 meter, Katedral Petropavlovskiy menjadi bangunan tertinggi di Rusia kala itu. Rekor tersebut tak terpecahkan sampai 1952 ketika Gedung Tanggul Kotelnicheskaya, salah satu dari tujuh bangunan pencakar langit Stalin, di Moskow dibangun (176 meter). Meski begitu, Katedral Petropavlovskiy tetap menjadi menara lonceng Ortodoks tertinggi di dunia.
Selama dua abad, Katedral Petropavlovskiy berfungsi sebagai ruang bawah tanah kekaisaran, dan hingga kini masih menjadi tempat peristirahatan terakhir hampir semua kaisar dan permaisuri Rusia, dari Pyotr yang Agung hingga Nikolay II dan keluarganya.
Meski selalu siap perang, benteng ini tidak pernah terlibat dalam pertempuran apa pun. Meski begitu, benteng itu sempat dibombardir selama Perang Dunia II, sehingga menyebabkan kerusakan parah pada katedralnya.
Benteng Petropavlovskaya juga digunakan sebagai penjara bagi tahanan-tahanan politik kekaisaran. Di antara para tahanannya yang terkenal adalah Aleksey, putra Pyotr yang Agung, serta para anggota Pemerintahan Sementara Rusia, yang digulingkan selama Revolusi Bolshevik 1917, dan bahkan beberapa anggota keluarga Romanov dieksekusi oleh regu tembak di halaman benteng.
Pada 1925, kaum Bolshevik hendak menghancurkan Benteng Petropavlovskaya dan membangun stadion untuk klub sepak bola Zenit. Untungnya, rencana barbar tersebut ditinggalkan.
Sejak 1920-an, Benteng Petropavlovskaya diubah menjadi museum. Namun, perubahan itu tak menghalangi dua instansi penting untuk beroperasi di sana. Salah satunya adalah Perusahaan Percetakan Uang Negara, dan yang satunya lagi adalah Laboratorium Gas Dinamis, yang berkontribusi besar terhadap pengembangan militer dan teknologi ruang angkasa Soviet. Sementara Perusahaan Percetakan Uang Negara masih beroperasi hingga ini, Laboratorium Gas Dinamis sudah lama gulung tikar. Kini, para pengunjung dapat menemukan Museum Teknologi Ruang Angkasa dan Rudal di bekas ruang-ruang laboratorium rahasia itu.
Di sudut lain di dalam benteng, para wisatawan dapat melihat salah satu monumen paling tidak biasa di Sankt Peterburg — patung Pyotr yang Agung. Patung itu memiliki tubuh yang sangat besar, tetapi kepalanya kecil. Seniman pembuat patung itu berhasil membuat reproduksi wajah sang tsar dengan menggunakan topeng kematiannya (topeng yang menggambarkan wajah seseorang setelah kematian mereka -red.).
Setiap hari, setiap jam 12 siang, sebuah artileri di dalam benteng akan membuat tembakan kosong sebagai penanda waktu. Meski hanya satu meriam yang menembak, ada meriam lain yang disimpan dan siap diisi amunisi jika sewaktu-waktu meriam yang biasa digunakan tak berfungsi. Para tamu terhormat yang mampir ke kota ini sering kali berpartisipasi dalam upacara tersebut. Pada 2003, misalnya, Pangeran Charles menembakkan artileri ini.
Kehidupan di Moskow dan Sankt Peterburg tak sama seperti di kota-kota Rusia lainnya. Saking berbedanya, kedua kota itu bahkan telah lama dianggap hampir sebagai negara terpisah.