До начала XVIII века на месте Петергофа на берегу Финского залива находились финские деревни Кусоя (фин. kuusoja — еловый ручей) и Похиоки (фин. pohjajoki — северная речка), к югу от них, на Поповой горе (ныне Бабигонские высоты), — деревня Папингондо.

Впервые Петергоф (нем. Peterhoff — Петров двор) упоминается в походном журнале Петра I в 1705 году как «путевой двор» и пристань для переезда на остров Котлин. Это была одна из многих мыз («попутных светлиц»), построенных по дороге из Санкт-Петербурга вдоль южного берега Финского залива. Вот какая запись появилась в Журнале Петра I от 13 сентября 1705 года:

«…наша шнау „Мункер“ пошла в Петербурх, после полудня в 4 часа против Петергофа кинула якорь, к вечеру пришли в Петербурх.»

В 1710-е годы здесь начались активные ландшафтные и архитектурные работы по строительству усадьбы Петра I. В 1714 году были заложены Большой Петергофский дворец, Большой грот с каскадами, Монплезир и другие сооружения Нижнего парка. Постепенно поблизости от строительства резиденции возникают Малая слобода (к югу и юго-востоку от Верхнего парка) и Большая слобода (к западу, так называемый Старый Петергоф, вдоль современного Собственного проспекта). Туда же, на Купеческую пристань, прибывали суда из Кронштадта и Санкт-Петербурга. В 1721 году основана водяная пильная мельница, а при ней Гранильная фабрика (ныне Петродворцовый часовой завод).

Для снабжения фонтанов Петергофа построен специальный водовод общей длиной 40 км. На его трассе расположено 18 прудов-хранилищ, имеющих более 1,3 миллиона кубических метра воды и занимающих площадь почти 100 га. Водовод создан в 1720—1721 годах по проекту инженера-гидравлика Василия Туволкова. 9 августа 1721 года заработали водомёты. К 1723 году формирование дворцово-паркового ансамбля было в основном завершено. К этому времени сложились основные планировочные элементы Нижнего парка, построен Большой дворец и дворец Монплезир, сооружена водоводная система фонтанов.

Изначально поселение при Дворце застраивалось хаотично, а составлявшие большинство её жителей государственные крестьяне вообще жили в землянках. В 1730-х годах благодаря архитектору М. Г. Земцову Петергоф впервые получил чёткую планировку. Он перестроил ряд зданий, создав для петегофских государственных крестьян Мастеровой двор, а для придворных служащих — Кавалерский.

С 1747 года началась перестройка дворца, которая осуществлялась по проекту архитектора Б. Ф. Растрелли. Была увеличена центральная часть дворца и и пристроены два боковых флигеля, соединенные галереями с Церковным и Гербовым корпусами.