Несмотря на то, что заводское начальство сопротивлялось переводу приписных крестьян в городские сословия, Петрозаводский городовой магистрат также стремился пополнить число жителей губернского города. Около ста купцов и мещан, проживавших в приписных селениях, были доставлены в Петрозаводск. Но действия полиции оказались чрезмерно поспешными. Места для постройки домов не предусматривались. Переезд и обустройство требовали денег, которых у большинства не имелось. Вскоре переселенцы были отправлены назад. Остроту изложенной проблемы в полной мере подтверждает имеющаяся статистика. Города Олонецкой губернии более отдавали граждан, чем приобретали.

В первой половине XIX в. процессы создания новых городов сменились снижением мобильности населения, обусловленной упадком казенной промышленности и слабым развитием торговли. В 1801 г. в Петрозаводске насчитывалось 4700 жителей, а в 1842 г. — 5064. В уездных же центрах население почти не увеличивалось, и в 40-х гг. XIX в. составляло от 800 до 2000 человек в каждом. Незначительное увеличение численности населения в городах происходило исключительно за счет естественного прироста. Удельный вес городского населения в Карелии в середине XIX в. не превышал 6,6%, тогда как в целом по европейской России он составлял около 8%.

Начало формирования крупной государственной промышленности в Карелии было связано с Великой Северной войны 1700-1721 гг., в особенности с первым неудачным ее этапом, когда русская армия потеряла почти всю артиллерию. В этих условиях «преумножение оружия» стало главной заботой правительства Петра I. Требовалось ускоренное становление производства, которого можно было добиться только путем привлечения потенциала уже существовавших в крае частных металлургических заводов. В 1700 г. их владелец Бутенант фон Розенбуш получил заказ на изготовление бомб, лопат и железа для оковки пушечных стволов. В январе-мае 1701 г. на пушечном дворе в Москве с его заводов было принято 21 740 гранат и 2161 пуд железа. Первые успехи были поддержаны правительством. Из Москвы в Олонецкий уезд направились четыре мастера пушечного дела. Бутенант получил значительную — 1000 руб. — ссуду на расширение производства. Кроме того, по просьбе Бутенанта, приписанных к заводам крестьян запретили брать «в датошные люди, дабы заводам от того остановки не было... или деньгами вместо них, и вообще их ни в какие тяготы не наряжать и не волочить».

Итак, если до начала Северной войны Олонецкие железоделательные заводы Бутенанта не имели большого значения в производстве военной продукции, то в первые годы XVIII в. они сыграли важную роль в деле снабжения русской армии и флота артиллерийским вооружением и боеприпасами. За это время на них было отлито около 180 пушек, изготовлено свыше 100 000 единиц артиллерийских боеприпасов.

В июле 1703 г. заводы Бутенанта были переданы в казну. Для управления заводами был прислан полковник Селиверст Незнанов. Столь радикальная акция, видимо, объяснялась тем, что в условиях затягивавшегося противоборства со Швецией государство стремилось взять военную промышленность под полный контроль. Подтверждение этого содержится в письмах А. А. Бутенанта и А. Д. Меншикова к Петру I. Так, в письме А. Д. Меншикова царю от 27 июля 1703 г. упоминается, что специальным указом он запретил давать железо с Олонецких заводов «в посторонние дела... без указу». Очевидно, в предшествующее время часть продукции реализовывалась заводчиком по своему усмотрению.

Кроме того, изготовленное на заводах оружие, в котором остро нуждалась действующая армия, нередко задерживалось в дороге на многие месяцы из-за того, что приказчики Бутенанта не могли договориться с крестьянами о расценках на провоз продукции в Новгород, а переписка заводовладельца по этому вопросу с центральными учреждениями и местными властями затягивалась. Конечно, Петр I не мог мириться с таким положением.

Перешедшие в казну заводы Бутенанта положили начало формированию системы Олонецких Петровских заводов. Они должны были снабжать строящийся Балтийский флот пушками и корабельной оснасткой. К 1710 г. Фоймогубский, Кедрозерский, Лижемский заводы прекратили свою деятельность, исчерпав близлежащие запасы руды. Устьрецкий завод продолжал действовать до 1719 г. Эти предприятия подготовили почву для постройки новых более мощных государственных горных предприятий.

Одновременно с формированием системы Петровских заводов началось строительство Олонецкой верфи. Отчаянная потребность в военном флоте на Балтике проявилась сразу же после начала военных действий. На первых порах отсутствие кораблей здесь могло быть компенсировано переброской их с Белого моря. Это нетрадиционное мероприятие вошло в историю под названием «Осударевой дороги». Конечно, такой способ пополнения Балтийского флота не мог быть постоянным. Поэтому решено было начать строительство судов в непосредственной близости от театра военных действий. 24 марта 1703 г. «по указу Великого государя Петра Алексеевича и по приказу губернатора Меншикова» состоялась закладка первых военных кораблей в Лодейном Поле на реке Свирь в Олонецком уезде.

К 22 августа была завершена первая серия кораблей: фрегат, 4 буера, флейт, 2 шмака, почт-галиот. 8 сентября эта флотилия под командованием находившегося на фрегате «Штандарт» Петра I отправилась в Петербург. После военных успехов 1704 г. (овладение Дерптом и Нарвой) базовая верфь Балтийского флота разместилась в Петербурге. Однако судостроение продолжилось и на Олонецкой верфи. Так, 4 марта 1707 г. корабельный мастер Броун заложил здесь бомбардирский галиот «Надежда», рассчитанный на вооружение из 14 орудий и 2 мортир (спущен на воду 30 мая 1708 г.).

В конце августа 1703 г. на западном берегу Онежского озера в устье р. Лососинки началось строительство головного предприятия системы Олонецких заводов — Петровского. Строительству предшествовал приезд в Карелию экспедиции «для поиску руд». Ее возглавляли дозорщик Иван Патрушев и горный мастер Иоганн Блюэр. Обнаруженные руды оказались вполне пригодными для производства, а река Лососинка давала энергию в достаточном количестве. Большое значение, которое придавалось новым заводам, обширные полномочия, предоставленные заводской администрации, превращали прежде малонаселенную местность в административный и экономический центр.

Строительством завода руководил мастер горных дел Яков Власов (Власьев), прибывший из Москвы с группой учеников заводского дела. Крайняя нужда в пушках и корабельном снаряжении заставляла вести строительство ускоренными темпами. В декабре 1703 г. были задуты первые доменные печи, а в 1704-1705 гг. сооружены молотовая, оружейная и другие «фабрики» (цеха). Строительство продвигалось быстро и стоило дешево: в основном использовался труд приписных крестьян.

Также в 1703 г., через месяц после закладки Петровского завода, на северном берегу Онежского озера в устье р. Повенчанки началось сооружение второго крупного казенного завода — Повенецкого. К весне 1704 г. на предприятии отлили первую партию пушек, а весной 1706 г. возведение четырех домен и всех цехов было завершено.

В 1705-1706 гг. на берегу реки Телекинки в Выгозерском погосте в 40 верстах от Повенца был сооружен третий горный завод — Алексеевский. Он имел две домны, молотовую с двумя горнами и другие цехи. Завод располагался рядом с Осударевой дорогой, и его продукция поставлялась не только на Балтийский флот, но и на Беломорскую флотилию.

В 1706-1707 гг. в 40 верстах от Петровского на перешейке между Пертозером и Кончезером был построен Кончезерский медеплавильный завод. В 1719 г. на нем ввели в строй две домны, и он начал функционировать еще и как чугуноплавильный. Кончезерский завод завершил создание задуманной Петром I системы олонецких горных предприятий.