В царствование Екатерины II (1762–1796) блистательный Петербург — это прежде всего Зимний дворец и Адмиралтейство, Невский проспект и гранитные набережные Невы, Мойки, Фонтанки, Екатерининского канала и, конечно же, "Медный всадник", вознесшийся на скалу невдалеке от верфей и правительственных зданий, великолепных дворцов и храмов. К концу XVIII века в городе почти 220 тысяч жителей. Время правления Екатерины – это конец эпохи барокко: Растрелли достраивает Зимний дворец. Классицизм дает плоды в архитектуре и литературе. Возводятся Таврический и Мраморный дворцы, Гостиный Двор, Медный всадник; Чарльз Камерон работает в любимой загородной резиденции Екатерины – Царском Селе.
Работы по преобразованию центральной части города и пригородов продолжались при императоре Павле I (1796–1801). Был построен Михайловский замок — мистическое здание Петербурга, с которым и по сей день связано много легенд. В годы его правления в Санкт-Петербурге были построены Михайловский замок, дворец Бобринских, Михайловский манеж.
Победа России над наполеоновскими войсками в 1812 году нашла отражение в новом подъеме градостроительных работ в городе на Неве. В эти годы были созданы: ансамбль Михайловского дворца, ансамбль Александринского театра, здания высших государственных учреждений России — Сената и Синода, здание главного штаба и министерств на Дворцовой площади. Ансамбль Дворцовой площади был завершен возведением гранитной Александровской колонны. При Александре I начинается период, который позже назовут "золотым веком" петербургской культуры: Батюшков, Баратынский, Пушкин, Росси. Петербург Александра сохранился большими ампирными вкраплениями в центре города; в его правление построены Казанский собор, Биржа, Смольный институт. Население достигает 386 тысяч человек в 1818 году.
Город рос и строился, борясь со своими главными врагами — двумя противоположными стихиями, огнем и водой. Наибольшие проблемы в Петербурге возникали из-за наводнений. Например, в ночь на 5 октября 1705 года вода затопила даже более высокий левый берег, замочила припасы, сложенные на адмиралтейском дворе, и разрушила немало зданий.
В годы царствования императора Николая I (1825–1855) развивается промышленность. Петербург становится центром российского промышленного капитализма. В 1837 году Петербург соединен железной дорогой с Царским Селом, в 1851 железнодорожной веткой с Москвой.