В 1733 году под руководством Б.-Х. Миниха началось с западной стороны крепости сооружение каменного, с воротами в обоих фасах, Алексеевского равелина, который прикрывал Васильевскую куртину. С востока был возведен Иоанновский равелин: оба они отделялись от самой крепости рвами с водой, через которые были переброшены подъемные мосты, подводившие к крепостным воротам.
На протяжении всей своей дореволюционной истории Петропавловская крепость никогда не являлась лишь чисто военным объектом. Очень рано она стала одним из центров торжеств, где праздновались военные победы русских. Первый победный салют раздался с ее стен 14 мая 1704 года в честь Нарвской победы, потом в 1710 году — по случаю взятия Выборга — в деревянный Петропавловский собор внесли трофейные шведские знамена, и эта церемония положила начало собиранию в соборе памятников русской военной славы.
Долгое время в крепости находился небольшой бот, изготовленный в XVII веке в Англии и подаренный отцу Петра I — царю Алексею Михайловичу. В 1688 году, в амбарах своего деда в одном из подмосковных поместий, юный Петр отыскал эту незнакомую для него лодку, которая могла ходить под парусами по ветру и против ветра. Иноземная диковинка заинтересовала царевича, а в Немецкой слободе отыскался мастер, который починил ботик, спустил его на воду и научил Петра управлять им. Этот ботик и стал первым судном, на котором царевич Петр плавал по Яузе и Переяславскому озеру в окрестностях Москвы. Весной 1723 года бот перевезли в Санкт-Петербург, где его торжественно встретили «при звуках музыки, кимвалов, труб и всякого сорта других инструментов и при пушечной пальбе» и установили на пьедестал. Одна из надписей на нем гласила: «Детская утеха принесла мужеский триумф».
Однако крепость порой использовалась для совершенно неподходящих целей. Так как земляные валы возвышались довольно высоко, этим решил воспользоваться комендант крепости Бахметов. Адмиралтейская коллегия по его требованию постановила: «К строению в Санкт-Петербургской крепости на больварках ветряных мельниц на валах дубовый лес отпустить из того, который собран на Ладожском озере». Таким образом, на земляных валах Петропавловской крепости стали строить ветряные мельницы, крылья которых были более доступны ветрам. Но необычное зрелище крепостных стен с махающими крыльями ветряных мельниц вызывало всеобщие насмешки, и поэтому довольно скоро они исчезли. Однако чуть ли не одновременно с мельницами в крепости стали устраиваться и другие хозяйственные учреждения, например, построили земляные амбары, из которых соль развозили по другим районам города (они существовали вплоть до 1782 года).
Были в Петропавловской крепости и винные магазины, так как вино сначала привозилось в крепость, а уж оттуда развозилось по кабакам. Однако хранение вина было признано местом не вполне подходящим для крепости, и для него был устроен специальный винный городок на Васильевском острове.
Когда для усиления Петропавловской крепости начали возводить кронверк, его сначала сооружали в виде неправильного многоугольника с довольно широкими рвами. Но если крепость довольно скоро потеряла свое стратегическое значение, то кронверк его никогда и не имел. А так как он не отличался и декоративностью, то на него долгое время вообще не обращали внимания. В 1757 году был утвержден проект графа П.И Шувалова о построении кронверка в виде контргардного укрепления, но за неимением средств работы так и не начались. В 1805 году кронверк уступили министерству финансов, которое через три года завело в нем училище торгового мореплавания. Очень оригинально министерство стало использовать валы и рвы кронверка: каждое лето они обрастали травой, которую сдавали для сенокосов. В дальнейшем с кронверком происходили и другие метаморфозы.
Петропавловская крепость из временной земляной постепенно перестраивалась в каменную. К 1740 году она была прекрасно укреплена в соответствии с передовой для того времени системой крепостного строительства. Через 30 с лишним лет здесь снова развернулись строительные работы в 1779 году был издан указ облицевать крепостные стены, обращенные к Неве, камнем. Но со временем стены, открытые на Неву, стали быстро выветриваться и разрушаться, поэтому нужно было остановить этот процесс.
Работы по облицовке крепостных стен гранитом и плитным камнем осуществлял военный инженер И. А. Ганнибал — прадед А.С. Пушкина по матери. Он вел работы в отдельных частях крепости без изменения ее общего плана. Исследователи предполагают, что в создании нового облика Петропавловской крепости со стороны Невы, возможно, принимал участие и Ю. М. Фельтен. В 1779 году на среднем бастионе, обращенном на Неву, начались грандиозные работы, которые продолжались почти 111 лет. Со стороны Невы крепость приобрела законченный вид, и Екатерининская куртина украсилась в эти годы гранитной пристанью перед Невскими воротами.