Крепость на Заячьем острове у правого (северного) берега Невы была заложена 16 (27) мая 1703 года по совместному плану Петра I и Жозефа Ламбера де Герена. С августа 1703 до 1728 года работами в крепости руководил архитектор Д. Трезини. Крепость является историческим ядром Петербурга. Ныне крепость входит в состав Музея истории Санкт-Петербурга.
В ходе Северной войны со Швецией, к 1703 году Россией были отвоёваны земли в дельте Невы. Для их защиты от нападения шведов здесь было необходимо построить укрепление. Существовавшую ранее крепость Ниеншанц (у впадения в Неву Охты) посчитали недостаточно пригодной для защиты Невы.
Место для будущей крепости 8 или 9 мая 1703 года выбирали Пётр I, Александр Данилович Меншиков и француз генерал-инженер Жозеф Гаспар Ламбер де Герен. Их выбор пал на Заячий остров.
Крепость была заложена 16 (27) мая 1703 года по совместному плану Петра I и Жозефа Ламбера де Герена: 6 бастионов, соединённых куртинами, 2 равелина, кронверк. Огнём своих орудий крепость должна была перекрывать фарватеры двух крупнейших рукавов дельты реки: Невы и Большой Невки. С августа 1703 до 1728 года работами в крепости руководил архитектор Д. Трезини. С истории создания Петропавловской крепости начинается история Санкт-Петербурга.
Первоначально была построена земляная крепость (все укрепления были дерево-земляными). Перестройка ее в камне началась в конце мая 1706 года. Из камня и кирпича было построено шесть бастионов, соединенных между собой прямыми стенами — куртинами. Высота бастионов и куртин составляет от 9 до 12 метров, ширина: от 16 до 20 метров.
Перестройка в камне продолжалась в 1730-е—1740-е и 1780-е годы.
В 1703 году Заячий остров был соединён с Петроградской стороной Иоанновским мостом, первым мостом Петербурга.
С весны 1707 года на северном берегу пролива, отделяющего Заячий остров от Городского, началось возведение дополнительного земляного укрепления — кронверка, а в 30-40-е годы 18 века — возведение новых сооружений — равелинов Иоанновского и Алексеевского, служивших для прикрытия входов в крепость.
Петропавловская крепость не принимала участие в военных действиях, а в 19 веке использовалась как тюрьма (в основном для политических заключенных).
В 1914—1917 годах крепость называли Петроградской.
В дни Октябрьской революции (1917 год) гарнизон крепости перешел на сторону большевиков.
В советское время крепость стала филиалом Музея истории Ленинграда (ныне Музей истории Санкт-Петербурга).
С Нарышкина бастиона Петропавловской крепости ежедневно в 12:00 производится выстрел сигнальной пушки.