Znanstveniki trdijo, da se je zgodovina Petrozavodska kot mestnega naselja začela leta 1703 z izgradnjo tovarne orožja. Hkrati pa vedno naredijo pridržek, da je človek v te dežele prišel veliko prej. V okolici mesta so bila najdena naselja iz mezolitika in neolitika.
Po ukazu Petra I
Vse se je začelo z ustanovitvijo naselbine Petrozavodsk, katere prebivalci so zgradili tovarno orožja ob izlivu reke Lososinke, nato pa so postali njeni prvi delavci. Vnaprej je odšla posebna odprava, da bi našli primerno mesto za rastlino.
Okoli tovarne, prvotno poimenovane Shuisky, je bilo nasuto visoko zemeljsko obzidje, po obodu so bili postavljeni topovi, se pravi, obrat je bil pod zanesljivo zaščito, njegovi delavci so lahko kadar koli odbili nepovabljene goste. Jasno je, da je naselje začelo rasti, povečalo se je število njegovih prebivalcev, s povečevanjem in širjenjem proizvodnje so bili potrebni novi človeški viri.
Vojaške in miroljubne potrebe
Aktivnost naselja se je v času sovražnosti povečala in se po njihovem koncu zmanjšala, ne glede na zmago ali izgubo ruske strani. Tako so orožje, proizvedeno v tej tovarni, vojaki uporabljali med severno vojno s Švedi (1700–1721); Rusko-turška vojna (1735-1739).
Leta 1772 je cesarica Katarina II podpisala odlok o izgradnji drugega obrata, tovarne topov, ki so ga poimenovali Alexandrovsky. Hkrati z gradnjo tovarniških zgradb se je začel organiziran razvoj naselja, v njegovem središču se je pojavil trg, s katerega so se razhajale glavne ulice.
V povezavi s hitrim razvojem mesta in odprtjem obrata je naselje spremenilo svoj status in postalo mesto. Leta 1781 je bilo že središče regije Olonets, tri leta kasneje - središče pokrajine.
Na prelomu stoletja
S prejemom statusa središča pokrajine v zgodovini Petrozavodska se je začelo novo obdobje, za katerega je značilen hiter razvoj vseh področij mestnega gospodarstva, gospodarstva, znanosti, trgovine, prometa in kulture.
V dvajsetem stoletju zgodovine Petrozavodska ni mogoče na kratko povedati, po drugi strani pa so znameniti dogodki v državi postali takšni tudi za mesto. To so revolucije, državljanska, finska in velika domovinska vojna.
Danes je Petrozavodsk največje mesto na Karelijskem polotoku; ima status glavnega mesta Karelije in upravno središče regije Prionezhsky.