С первых дней после закладки русской крепости Заячий остров быстро застраивался бастионами и соединяющими их куртинами. Некоторые из них затем неоднократно перестраивались, а другие «дожили» до наших дней почти неизменными. Наблюдение за строительством её бастионов вели сам Пётр I и его сподвижники – Кирилл Нарышкин, Юрий Трубецкой, Никита Зотов, Гавриил Головкин и Александр Меншиков. По их фамилиям бастионы и получили названия. В 1706–1740 годах деревоземляные сооружения были постепенно заменены каменными, которые превосходили по размерам первоначальную крепость.
Работами руководил архитектор Доменико Трезини, а их завершение связано с деятельностью военного инженера, генерал-полицмейстера Санкт-Петербурга Христофора Антоновича Миниха. По его проектам в 1730–1733 годах были заложены каменные равелины, получившие названия Иоанновский и Алексеевский, по именам брата и отца Петра.
В 1731 году на Нарышкином бастионе была построена Флажная башня, на которой поднимали флаг (гюйс). Этот бастион перестраивали в камень как парадный, потому именно здесь башня и появилась. А изначально флаг поднимался на Государевом бастионе, так как тот был перестроен первым. Флаг поднимался с утренней зарёй, опускался с вечерним закатом. В советское время эту традицию выполнять не стали, в 1990-е годы возродили. Пытались, как и прежде, флаг поднимать и опускать, но впоследствии решили держать его на мачте постоянно. Именно с Нарышкина бастиона каждый день в 12 часов раздаётся пушечный выстрел. В XVIII веке далеко не все горожане имели свои часы, и время они сверяли по солнцу и колокольному звону. Время это было приблизительным, и только ровно в 12 часов с Нарышкина бастиона был слышен выстрел пушки. Постоянно стали производить выстрел в 1873 году. В городе с тех пор появилась поговорка «точно, как из пушки». В 1934 году выстрелы прекратили, возродили традицию в 1957 году.
Для снабжения защитников крепости водой на случай осады, а также для подвоза строительных материалов во всю длину Заячьего острова был прорыт канал пятиметровой ширины, засыпанный в 1882 году.
Постепенно начал формироваться архитектурный ансамбль крепости. Первые сооружения внутри крепости, естественно, носили военный характер: были построены дома для коменданта и для инженерной команды крепости. Позже Инженерный и Комендантский дома были перестроены, при этом были возведены здание офицерской гауптвахты, в начале XIX века построен артиллерийский цейхгауз, плац-майорский и обер-офицерский дома, в начале XX века – штаб-офицерский флигель.
В 1779–1785 годах северную часть крепости облицовывают гранитом. К этому времени левый берег Невы здесь уже был одет в гранит. По легенде, Екатерина II, выглянув однажды в окно Зимнего дворца возмутилась «простецким видом» крепостных стен и тут же распорядилась привести их в соответствующий вид. Пожелание её, конечно