A várost I. (Nagy) Péter orosz cár alapította 1703. május 16-án azzal a céllal, hogy „ablakot nyisson Európára” (Puskin tollából), vagyis az elmaradott, feudális Oroszországfelzárkóztatásának céljából. Helyét a nagy északi háború (1700-1720) soránSvédországtól visszafoglalt Ingermanlandban, a Néva folyó torkolatában határozta meg. Nevét Szent Péter apostolról kapta, aki egyben a város védőszentje (patrónusa) is. Neve és írásmódja azonban nem orosz, hanem a holland Sint Petersburg imitációja, oroszos átirata. (I. Péter hosszú ideig élt és tanult Hollandiában)

Mivel az építkezések még háborús időben kezdődtek, az első épület egy erőd, név szerint a Péter-Pál erőd (Петропавловская крепость) volt, melyet a város egyik főépítésze,Domenico Trezzini tervezett. Ő tervezte a váron belül található Péter-Pál Katedrálist, ahol minden orosz cárt I. (Nagy) Pétertől III. Sándorig megkoronáztak, illetve ahol az utolsó orosz uralkodó, II. Miklós és családjának hamvai nyugszanak. Nem titkoltan Velence ésAmszterdam mintájára kívánta felépíttetni városát a cár, sok belső kanálissal, hajózható csatornával (vízi utcákkal) mely egy egyedi, új, szinte csak itt fellelhető építészeti stílust, az úgynevezett péteri barokkot hívta életre. A munkások és jobbágyok kemény munkafeltételek mellett történő foglalkoztatása jellemző vonás volt, mely során egyes becslések szerint akár 30 000-en is életüket veszthették. Az első lakóházat Cornelius Cruys, az orosz hadiflotta holland származású főparancsnoka vásárolta meg, így ő lett Szentpétervár első lakója. A tudatos városépítésnek köszönhetően (lévén a helyén előtte csupán egy mocsár volt) az egész egyetlen építészeti remekműnek számít, széles, egyenes sugárutakkal, kellemes nagy parkokkal és rengeteg fényűző palotával, ezért kapta harmadik becenevét: „A paloták városa”. A leghíresebb ezek közül a Téli Palota. A hidak döntő többsége felnyitható, manapság látványosságként egy speciális időbeosztás szerint májustól október végéig az összeset felnyitják (általában) hajnali 2 és 4:30 között.

A „világ legmesterségesebb városa” – ahogy Dosztojevszkij jellemezte – 1712-ben lett a birodalom fővárosa, Moszkvát felváltva. Ezt a pozíciót egészen a bolsevik forradalomgyőzelméig birtokolta, mely után, 1917-ben ismét Moszkva lett a főváros. Pár évvel korábban, II. Miklós, Oroszország utolsó cárja a túlságosan németes hangzással bíró Szankt-Petyerburg (Санкт-Петербург) nevet oroszosította, és a várost 1914. augusztus 31-én újrakeresztelte, a Petrograd(Петроград / Pétervár) nevet adva neki. Ezt követően 1924. január 27-én, Lenin tiszteletére (aki három nappal korábban, január 24-én hunyt el) ismét nevet változtatott a város és egészen a Szovjetunió felbomlásáig (1991) Leningrád néven szerepelt a világ térképein. 1941. július 8-án Hitler bejelentette, hogy Moszkvát és Leningrádot teljesen meg akarja semmisíteni. Szeptember 8-án a német csapatok elérték a Névát és megkezdődött Leningrád közvetlen ostroma. A blokád alatt lévő körülzárt várost ezután már csak egy 200 km hosszú útvonalon. a Ladoga-tavon keresztül lehetett megközelíteni. Hitler ki akarta éheztetni az orosz cárok fővárosát. Az orosz hadseregnek csak 1943. január 18-án sikerült a leningrádi blokád áttörése.

1991. szeptember 6-án népszavazás döntött a visszakereszteléséről Szankt-Petyerburgra. (Ezzel egyetemben 39 utca, 6 híd és 6 közpark is új nevet kapott.)