В ночь на 11 октября 1702 года войска Шереметева начали штурм крепости, и через тринадцать часов гарнизон ее капитулировал. Участвовала в бою и Ладожская флотилия, созданная Петром. «Зело жесток сей орех был, однако, слава богу, счастливо разгрызен», — писал голландцу Виниусу обрадованный победой Петр. Он переименовал взятую крепость в Шлиссельбург (Ключ-город), «ибо сим ключом отворились ворота в неприятельскую землю». В апреле следующего, 1703 года русская армия вышла к невскому устью. Запиравшая его правобережная шведская крепость Ниеншанц стояла при впадении в Неву реки Охты. Против крепости, за Охтой, располагался посад из четырех сотен домиков. Перед штурмом этой фортеции к войскам прибыл сам царь под именем «бомбардирского капитана Петра Михайлова».
После короткой осады крепость Ниеншанц пала, Петр переименовал ее в Шлотбург (а впоследствии срыл, найдя ее расположение неудачным, незащищенным со стороны суши). Петр со спутниками разъезжал по невской дельте на лодках, присматривал место для новой крепости и городка… Вот они, желанные морские врата, те самые, которыми в IX—XI веках варяжские драккары и русские ладьи-однодеревки начинали плавание «из варяг в греки». Молодая Россия вернула себе северный конец этой великой водной дороги. Море напомнило о себе сразу, на другой же день после взятия крепости Ниеншанц. С Балтики, из-за острова Котлин, подкрались под прикрытием тумана два шведских корабля: четырнадцатипушечная шнява «Астрельда» и десятипушечный бот «Гедан». Остальные суда шведской эскадры остались в море, а корабли-разведчики поднялись вверх по Неве, держась подальше от берегов…
По случаю этой победы была потом высечена медаль: «Небываемое бывает». Царь велел заложить крепость на острове Енни-Саари,-по-русски — Заячьем, а второе укрепление выдвинуть глубже в море, на остров Котлин. И вот 16 мая 1703 года застучали топоры на Заячьем острове: это ронили деревья для крепостных ряжей, закладывали на островке крепость, нареченную Санкт-ПитерБурх — город святого Петра. Рядом с крепостью рубили деревянный городок. Крепость потом получила, по своему собору, название Петропавловской, а за городком так и укрепилось наименование Санкт-Петербург. Первым строителям невской твердыни пришлось нелегко. Двадцать тысяч подкопщиков, русских мужиков в просоленных потом рубахах, копали рвы, били кувалдами сваи, насыпали шесть бастионов, а главное, поднимали подсыпкой грунта самый уровень острова, потому что природа создала его слишком узким и низким: волны заливали его при малейшем подъеме воды в Неве! Мужики-рекруты, вчерашние пахари, и согнанные на постройку работные люди плели из лозняка корзины и таскали землю, а кому не хватало корзин или тачек, тех заставляли таскать грунт даже в полах военных кафтанов — враг не дремал, корабли шведской эскадры крейсировали почти на виду, около Котлина! Вечером строители падали с ног от усталости, но успевали приметить, что их рослый предводитель в капитанском мундире Преображенского полка еще не ложился, что-то чертит при свете костра, разложенного для обогрева в майскую ночь, почти бестеменную, но сырую и промозглую. Сидит, попыхивает голландской трубочкой, что-то втолковывает полусонному Александру Меншикову. Потом вскакивает, длинноногий, перешагивает через бунты канатов, поваленные деревья, торопится куда-то, на соседний бастион или на берег протоки, что отделяет островок от большого — Городского или Березового — острова (ныне Петроградская сторона). Царь оставил Меншикова губернатором Санкт-ПитерБурха, а сам, во главе своих обновленных полков, двинулся отбирать у шведов старые отечественные грады-крепости в Прибалтике… Европа забыла о первых поражениях, понесенных Россией под Нарвой в 1700 году, и с волнением следила за событиями Северной войны (она окончилась победой России в 1721 году). В 1704—1705 годах войска Карла XII, в свою очередь, ожесточенно атаковали с моря и суши новый городок на Неве.
В отражении этих атак участвовала новая крепость Кроншлот (впоследствии Кронштадт) на острове Котлин, гарнизон и артиллерия Петропавловской крепости. Осенью 1704 года по чертежам Петра начата была постройка третьего укрепления Петербурга, наискосок против Петропавловской крепости. Это была Адмиралтейская корабельная верфь со стапелями, складами, подсобными мастерскими и целой матросской слободой.
По замыслу Петра строители окружили Адмиралтейство земляным валом с пятью сильными бастионами, а образовавшийся ров заполнили водой. Получилась большая верфь и вместе с тем сильное левобережное укрепление. Одновременно достраивали Кроншлот и усилили оборону подступов к Петропавловской крепости со стороны суши. Солдаты-землекопы расширили протоку, отделявшую Заячий остров от остальной части Петроградской стороны, и за протокой, севернее крепости, построили в 1706 году дополнительное укрепление — кронверк, мощное земляное сооружение в форме зубчатой короны, с широкими рвами перед каждым зубом-лучом. Впоследствии на большой площади, окруженной валами кронверка, были воздвигнуты крупные каменные здания военного назначения. В одном из них ныне находится интереснейший Артиллерийский исторический музей. Расширенная протока стала именоваться Кронверкским проливом. В том же 1706 году первоначальные земляные бастионы, стоившие подкопщикам таких неимоверных трудов, начали заменять каменными. Бастионам присваивали имена ближайших сподвижников Петра. Сам он, собственными руками, заложил первый камень в основание Меншикова бастиона.
