Возвращение России берегов Невы, основание Санкт-Петербурга в 1703 году и перенос столичной функции в этот город, а также приобретение обширных прибалтийских территорий от Выборга до Риги радикально изменили геополитическую и экономическую ситуацию на Северо-Западе страны. Санкт-Петербург с момента своего возникновения был задуман как «европейский» город, что выразилось в многонациональном составе населения, архитектурных решениях и культурной жизни, а также в деятельности императорской власти по внедрению западных новшеств в российскую жизнь.
Формирование Санкт-Петербурга как крупнейшего промышленного центра России происходило в условиях специфической динамики. В отличие от Центральной России, где Москва развивалась среди множества будущих городов, ставших частью её агломерации, Петербург, созданный по воле Петра I, возник практически в «экономической пустыне», окружённой дворцовыми ансамблями (такими как Петергоф, Царское Село и Павловск). Тем не менее, Петербург быстро стал важнейшим промышленным центром Российской империи. Здесь интенсивно развивались отрасли, ориентированные на государственные заказы, такие как судостроение и производство вооружений (артиллерии, пороха, снарядов и оружия). С началом строительства железных дорог началось производство паровозов и вагонов, а позже — электротехнических изделий, автомобилей и самолётов. Особенность петербургской промышленности заключалась в её зависимости от внешних поставок — город использовал уголь из Англии, хлопок из США, металл из Швеции и Германии и так далее. Работая на импортном сырье, он поставлял в Россию готовую продукцию.
В советское время Санкт-Петербург, как и Москва, стал базой для индустриализации всей страны и превратился в «всесоюзное конструкторское бюро», где происходило освоение новой техники. Заводы города играли ключевую роль в оснащении новостроек, и, поскольку после революции 1917 года Россия стала более закрытой страной, Ленинград переориентировал свои внешнеэкономические связи на внутренние. Вместо традиционного английского угля город стал получать донецкий, вместо американского хлопка — хлопок из Средней Азии и так далее. В конце 1920-х годов была построена ГЭС на реке Волхов, началась разработка бокситов и фосфоритов, установлены две ГЭС на реке Свирь, а также крупный нефтеперерабатывающий завод в Киришах и Ленинградская АЭС в Сосновом Бору. В самом Ленинграде основное внимание уделялось наукоёмкому машиностроению, включая судостроение и производство турбин и генераторов для энергетического сектора. Город стал одним из ведущих центров российской оборонной промышленности наряду с Москвой.
После распада СССР перед Санкт-Петербургом встали новые хозяйственные задачи. Россия столкнулась с необходимостью оплачивать транзит грузов через порты Эстонии и Латвии. Для снижения расходов были построены новые порты на российском побережье Финского залива, в том числе нефтеэкспортный порт Приморск, связанный с Киришами нефтепроводом, и порт Усть-Луга на южном побережье.
Несмотря на перенос столицы в Санкт-Петербург в начале XVIII века, Москва продолжала оставаться важным центром. В ней проходили коронации российских императоров, а также она оставалась главным местом внутренней торговли и появилась первая университетская структура, что сделало её вторым по значимости городом империи. Аналогичная ситуация наблюдалась и после возвращения статуса столицы Москве — хотя Петербург был столицей всего 200 лет, его потенциал к XX веку, вероятно, превышал московский. По численности населения к началу XX века два города были примерно равны, однако петербургская промышленность, сосредоточенная в основном на металлообработке, отмечалась более высоким техническим уровнем, чем текстильная московская. Как культурный центр Санкт-Петербург на тот момент значительно опередил Москву. Современный Санкт-Петербург, насчитывающий более 50 вузов, стал вторым по значимости научным, образовательным и инновационным центром в России.
Санкт-Петербург называют городом-музеем благодаря его богатейшему культурному наследию, созданному с помощью значительных ресурсов и усилий всей империи. Коллекции петербургских музеев, особенно Эрмитажа, собранные российскими императорами, заметно превосходят московские, которые формировались усилиями отдельных энтузиастов и меценатов.