Окончательно Петропавловская крепость была отстроена к концу 70-х годов XVIII века. В крепости жил командующий линией и находился штаб одного из двух полков, стоявших на линии. Кроме регулярных войск здесь стояла казачья часть. Гарнизон крепости в 1771 году состоял из одной пехотной и двух драгунских рот, численность его не превышала 350 человек. Войска Новой линии подчинялись командиру Сибирского корпуса, штаб которого находился в Омске.
В 1772 г. при крепости было уже два предместья: нагорная часть и подгорье. Росло купеческое сословие, так как крепость становилась крупным политическим и экономическим центром Приишимья. Здесь сходились торговые пути из России и Средней Азии.
Для сообщения жителей с левобережьем Ишима в 1781 г. на месте паромной переправы был построен мост.
В 1784 г. началось строительство мечети.

22 декабря 1759 года последовал Высочайший указ об открытии в крепости св. Петра торга со степными народами. Исполняя указ, командир Сибирского корпуса писал батыру Кульсаре: «Во удовольствие вашего киргис-кайсацкого народа в крепости св. Петра велено учредить сатовку, для чего... и русским купцам в ту крепость с товарами, мукой и крупой съезжаться велено». Было предложено Кульсаре оповестить казахов, чтобы «они со скотом в Петропавловскую крепость приезжали без всякого опасения».
Торговля развивалась довольно интенсивно.
Этому способствовало удобное географическое расположение крепости - на пересечении караванных путей из России в Западную Сибирь, в центральные районы Казахстана и Среднюю Азию. В силу этих обстоятельств крепость вскоре сделалась главным пунктом меновой торговли с Хивой, Бухарой и Ташкентом. Торговая площадь находилась внизу, «под пушками этой крепости». Здесь в два ряда располагались лавки русских купцов. Площадь была обнесена рогатками. Когда к ней подходил степной караван, здесь выставляли воинский караул, а в крепости били в барабан.
На зов барабана сходились торговые люди. Они выкладывали свои товары. После этих приготовлений на площадь пропускались торговцы из степи со своим скотом. Они пригоняли больше всего лошадей, быков и широкохвостых баранов. Кроме того, привозили овчины, мерлушки, меха. Всё это обменивали на железные котлы, вертела, сукна, шелковые ткани, платки, позументы, иглы, бисер.
Торг этот для российского купечества был весьма выгоден. Выменянных лошадей русские купцы продавали в драгунские команды. Степную лошадь на линии можно было купить за 15 рублей, а самую лучшую - за 25. По штатной же цене того времени на каждую драгунскую строевую лошадь отпускалось по 50 рублей, на артиллерийскую по 30 и на подъемную по 15 рублей.
Не обмененный в первый день скот киргизцы (так в прошлом называли казахов) оставляли на ночь пастись недалеко от торговой площади. Среднеазиатские купцы привозили сухие фрукты, изюм, киш миш, урюк, цитварное семя, полушелковые ткани, мерлушку, мягкую рухлядь в обмен на полуситцы, плис, миткаль, юфть, сукна, кожевенные изделия, медные и железные вещи, посуду, сундуки.
Об интенсивности поступления в Петропавловскую крепость киргизских товаров, свидетельствует тот факт, что в 60-х годах в течение летнего сезона сюда приезжали торговать в среднем от 500 до 650 киргизов.
Русские купцы, кроме внутренней оптовой торговли, отправляли свои караваны в киргизскую степь, Коканд, Бухару и Хиву. Торговля с киргизами, особенно в степи, осуществлялась меною. Общей единицей при размене зачастую являлся баран. Русские товары поступали в Петропавловскую крепость от купцов из Тобольска, Тюмени, Тары, Казани, Тулы, Курска и Архангельска. Ходовым товаром в обмене с казахами были цветные сукна, которые преимущественно выменивались на лошадей.
И. И. Завалишин говорил: "Меновой двор в Петропавловске необыкновенно оживлён в весеннюю пору..."

В конце ХІХ века в Петропавловске два раза в год устраивались месячные ярмарки: Петровская — с 25 ию- ня по 25 июля и Андреевская - с 20 ноября по 20 декабря. На Петровской ярмарке сбывались преимущественно: холст, крестьянские изделия, конопля, пакля, коровье масло, экипажи воткинских и кыштымских за- водов, колеса, косы, посуда, гончарные изделия и частично мануфактурный товар, а на Андреевской - мануфактурный, галантерейный, меховой и жировой товары, железные изделия, венская мебель, зеркала, иконы, мясо, битая птица.

В 1807 году крепость поменяла статус – стала городом. Назвали ее Петропавловском в честь христианских святых апостолов Петра и Павла. Выгодное географическое положение сделало Петропавловск одним из крупных торговых центров. Согласно архивным документам, «в 1777 году в крепости св. Петра выменяно степных товаров больше, чем в Усть-Каменогорской, Семипалатинской, Ямышевской и Омской крепостях, вместе взятых». Свидетельство большого торгового прошлого города – огромное количество краснокнижных купеческих особняков и магазинов, которые Петропавловск сохранил. Сейчас они являются архитектурными памятниками.

Сохраняя своё военно-стратегическое значение, город превратился в центр торгово-экономических связей и духовных контактов казахского и русского народа.
Во время войны с Наполеоном горожане и крестьяне дважды отправляли рекрутов и добровольно пожертвовали на защиту Отечества около 30 тыс. руб.

В 1815 г. построена Покровская церковь.
Герб Петропавловска утвержден 7 сентября 1842 года (законом №16351): В верхней половине щита герб Тобольский. В нижней «в серебряном поле на горе верблюд, навьюченный двумя тюками наперевес и ведомый за веревку азиатцем».

Промышленность города, возникшая на переработке сельскохозяйственного сырья, развивалась и укрупнялась. Увеличивался капитал местных промышленников и купцов.
В результате в 1871 году в Петропавловске был открыт городской общественный банк, а в 1881 году появилось отделение государственного банка. Позже были открыты отделения Сибирского торгового и Русского торгово-промышленного банков.
В 1873 году Петропавловск получил телеграфную связь с городом Ишимом, а в 1878 году с Кокчетавом, Атбасаром и Акмолинском.

Более быстрый рост Петропавловска начался после того, как через него прошла Транссибирская железнодорожная магистраль. Около половины двенадцатого 11 июля 1894 года в Петропавловск пришел первый поезд, платформы которого были загружены шпалами и рельсами. Петропавловск стал крупной станцией на этой дороге. Главными грузами отправления были хлеб и продукты животноводства. С постройкой железной дороги в казахскую степь интенсивно устремился русский и иностранный капитал. В Петропавловске обосновались представители и филиалы столичных и иностранных торгово-промышленных фирм и банков. На переработке местного сельскохозяйственного сырья складывалась промышленность. Увеличилось количество кожевенных, салотопенных, овчинных, клееваренных и мыловаренных заводов. Старейший из них - кожевенный завод братьев Зенковых, основанный в 1834 году.

Переселение крестьян из Европейской России и строительство Сибирской железной дороги способствовало развитию города.
Маслоделательное производство Петропавловска поставляло масло в Петербург, Москву, Ригу, Ревель, Одессу, Самару, Владивосток, а также в Англию, Германию и Данию. Крупными были кожевенный завод братьев Зенковых, завод по переработке кишок швейцарца Акколы. По переписи 1897 г. в Петропавловске проживало — 19 688 человек. Основную массу составляли русские, казахов насчитывалось около 1500 чел. Значительную группу составляли татары-переселенцы.

Петропавловск стал играть роль культурного центра. Здесь происходило сближение русского и казахского народов. Одними из первых в нем были открыты гарнизонная школа (1765 год), школа с интернатом для казахских детей, а к 1913 году в городе уже имелись: семиклассное реальное училище, в котором обучалось 214 учащихся, женская гимназия на 460 мест, мужская торговая школа, 5- и 4-классные городские учили- ща, две церковно-приходские школы, два приходских училища (мужское и женское), две станичные школы (мужская и женская), две железнодорожные школы (мужская и женская) и мусульманские школы. В городе были 2 гостиницы, коммерческий клуб, городской театр, два кинематографа, общественная блок городская больница с родильным приютом, лечебница при переселенческом пункте, военный лазарет, уездная больница и городская богадельня при Всехсвятской церкви. При этой же церкви была учреждена община-монастырь для женщин. Город освещался керосино-калильными фонарями, была телеграфная связь, почта, водопровод.

Однако дореволюционный Петропавловск являлся типичным городом купцов и скотопромышленников. В облике его резко выделялись купеческо-чиновничий центр, застроенный кирпичными зданиями магазинов, гостиниц, уездных учреждений, купеческих и чиновничьих особняков, с мощеным Вознесенским проспектом, и убогие окраины - Рабочая и Солдатская слободки, поселок железнодорожников, утопавшие в грязи, лишенные всякого благоустройства. план города Петропавловска 1916.