Twierdza Pietropawłowska szybko utraciła znaczenie strategiczne i już w XVIII w. zyskała sławę rosyjskiej Bastylii. Jako jedno z najcięższych więzień politycznych w Rosji funkcjonowała do 1917 r., a więźniowie trzymani byli niemal we wszystkich jej zabudowaniach.

Pierwszymi Polakami, którzy zostali osadzeni w murach twierdzy, byli przywódcy insurekcji 1794 r. W początkach grudnia 1794 r. dotarli tu naczelnik Tadeusz Kościuszko wraz z adiutantem mjr. Stanisławem Fiszerem oraz pełniącym funkcję sekretarza pisarzem Julianem Ursynem Niemcewiczem.
Kolejną grupę Polaków, która trafiła do twierdzy, stanowili oskarżeni o współpracę z dekabrystami członkowie Towarzystwa Patriotycznego. W sumie w latach 1826–1830 w różnych częściach twierdzy przetrzymywano kilkudziesięciu Polaków.
Niezależnie od epoki, więzieni w twierdzy Polacy narzekali na przenikliwe zimno, wilgoć i odór. Wielu z nich traktowanych było jednak lepiej od rosyjskich współtowarzyszy niedoli, mogli zatrzymać rzeczy osobiste, korzystać z przyborów do pisania i prowadzić cenzurowaną korespondencję z rodziną, niektórzy mogli też otrzymywać paczki i ubiegać się o widzenia.