Осенью 1723 года Петр I с императрицей Екатериной приплыли на Котлин, чтобы заложить на острове крепость Кронштадт. Два дня Петр работал над чертежами Котлинской крепости, а 6 октября, когда все было готово для торжественной церемонии, вода затопила место будущей закладки. На следующие сутки вода ушла и, несмотря на проливной дождь, закладка крепости состоялась. Во время молебна она наречена была Кронштадтом. Работы по возведению крепости велись в течение всего года, и к началу зимы 1725 года вчерне была закончена западная часть оборонительной ограды. Строительство ограды продолжалось до 1734 года уже во времена преемников Петра Первого.
В недолгое царствование Петра II (1727—1730) столицей России стала Москва; внук заявил, что «гулять по морю, как дедушка», он не намерен. Дворяне, купцы, ремесленники и оставшиеся без работы мастеровые покидали Петербург и Кронштадт. На Котлине почти полностью остановилось строительство, незаконченные дома разрушались, набережные ветшали.
С приходом к власти Анны Иоанновны столица вернулась в Петербург, а жизнь — в Кронштадт. В апреле 1732 года на остров прибыла комиссия военных инженеров, которая, обследовав наследие Петра, предложила внести существенные коррективы в план развития города. Изменения коснулись в основном местоположения эллингов и доков.
30 июля 1752 года в присутствии Елизаветы Петровны состоялось торжественное открытие канала, названного в честь ее великого отца. Длина всей системы от устья до конца бассейна — более двух километров. Стены канала и дамбы были сделаны из тесаного камня, укрепленного металлическими скобами, и залиты цементом особого состава. В устье канала имелись два батопорта, с помощью которых морская часть канала содержалась сухой во время работ. Получилась первоклассная верфь. По мнению специалистов, в то время в Европе не было ни одного сооружения, равного кронштадтским докам: в них одновременно могли ремонтироваться более 10 кораблей.
В мае 1783 года в Петербургском Адмиралтействе произошел разрушительный пожар, в результате которого стало ясно, что оно может быть опасным соседом для Зимнего дворца. Екатерина II издает указ о переводе Адмиралтейства — в Кронштадт. На остров отправляется специальная комиссия, а его территория подвергается перепланировке. В Кронштадте работают лучшие архитекторы того времени: С. К. Грейг, М. Н. Ветошников, В. И. Баженов, Ч. Камерон.
В восточной части города планировалось место для артиллерийского двора, севернее — для частной застройки морских офицеров, на самой восточной окраине — ансамбль Кадетского корпуса, в северо-восточной — госпиталь. В западной части города, у моря — биржи, обывательские строения, севернее — торговый центр с площадью и гостиным двором. Северо-западный угол отводился для застройки «сухопутных служителей». Этот план был почти полностью реализован к 1788 году. А к началу XIX века необходимость в переводе Адмиралтейства на остров отпала. Тем не менее специалисты в области архитектуры отмечают, что построенный на Котлине первый и единственный для своего времени военный городок сыграл значительную роль в строительстве казарм в России.
Кронштадт сильно пострадал от наводнения 1824 года; работы по реконструкции продолжались до 1863 года. В течение этого времени крепость из деревянной и землебитной полностью превратилась в землебетонную и каменную. К примеру, «сняв верхнюю постройку, из ряжей вынимали камень и несколько верхних сгнивших венцов. Ряжевое основание усиливалось сваями, затем сваи срезались по уровню, и между головками их и выше укладывался бетон. По бетонной подушке устраивали постель из гранитных блоков, на ней выкладывали гранитный фундамент, затем возводили кирпичные стены, облицованные на высоту до пояса под амбразурами гранитными блоками со стороны моря... Выше пояса облицовка со стороны моря была выполнена из ревельской плиты...»
Во время Крымской войны в 1854 году англо-французский флот совершил попытку нападения на Кронштадт. Тогда воды поблизости Кронштадта были впервые в истории военно-морского флота заминированы электрическими морскими минами конструкции Якоби и ударными минами Эммануила и Роберта Нобелей. После подрыва одного парохода союзники ушли, предварительно обстреляв крепость, но не нанеся ей никакого ущерба. В навигацию 1855 года неприятельский флот из 67 кораблей вновь блокировал Кронштадтскую крепость, но близко подойти не осмелился ни один корабль: «приходилось больше думать не о нападении, а о собственной защите».
