Новые горные заводы далеко превзошли своих предшественников — заводы Бутенанта. Газета «Ведомости» в январе 1704 г. сообщала, что на территории Шуйского, Толвуйского, а также других погостов найдена железная руда и «двои заводы заведены великие, и всяких припасов, к железному делу надлежащих, приготовлено многое число, а железо явилось изрядно в деле». Успешная организация производства на Олонецких Петровских заводах стала возможной благодаря значительным запасам железной руды, ремесленным навыкам населения, традиционному спросу на изделия из железа на общероссийском рынке. Еще одним весьма существенным фактором стал приток специалистов из-за пределов Карелии.

В Российском государстве XVIII в. основным центром производства оружия была Тула. Поэтому именно на тульских мастеров были возложены задачи «преумножения оружия» и в других регионах страны. В 1704 г. из Тулы на Олонецкие Петровские заводы в принудительном порядке было отправлено 170 оружейников. Кроме того, на заводские работы посылались также рекруты из военного ведомства. Подсобные работы выполнялись приписными крестьянами. Тульские мастера, прибывшие на Олонецкие Петровские заводы, создали здесь не только военное производство, но и школу оружейников.

Уже в 1705 г. производство ружей было доведено до 2500, а позднее — до 7000 штук. Качество было сравнительно высоким. Так, в 1708 г. из присланной в Москву с Петровских заводов партии в 3000 ружей негодными оказались только 2 (возможно, поврежденные в пути), а в феврале-марте 1709 г. все доставленные 3500 ружей оказались годными.

Для управления всеми карельскими предприятиями была учреждена контора Олонецких Петровских заводов. Высоко оценивая успехи Петровских заводов, историки, как правило, дают нелестные характеристики их первому начальнику Алексею Степановичу Чоглокову, который «плохо знал порученное ему горнозаводское дело». Подлинный расцвет заводов, как правило, связывают с деятельностью Вильяма Ивановича Геннина. Именно им были введены новые, передовые методы организации труда. Геннин распорядился «надзирать за тем, чтобы припасов при заводах было довольно и за недостатком мастера не гуляли... А ежели от несмотрения за недостатком приготовленных припасов мастера будут гулять праздно и от того учинится убыток, то все... взыскано будет на управителе».

Значительный вклад внес В. И. Геннин и в совершенствование производственного процесса. Так, он изобрел вододействующую сверлильную машину, о которой писал в Адмиралтейство: «Ныне выдумал я и сделал новую машину водяную: стоя точу пушки 24-фунтовые по две вдруг, да третью сверлит почитай без людей. Только к оной машине надобно три человека, а прежде сего на работе у оного точения и сверления было 40 человек. Такой машины нигде нет и не слышно... Через выдуманные мною машины государю прибыль 500 рублев в год приходит».

После окончания Северной войны оружейный цех Петровского завода был переведен в Сестрорецк. Туда же отправился В. И. Геннин, взяв с собой более четырехсот мастеровых с Олонецких заводов. В. И. Геннин полагал, что местные запасы природных ресурсов, необходимых для производства, исчерпаны: «При Олонецких заводах лес уже отдалел и руда железная начала пресекаться». Начался кризис Олонецких Петровских заводов, и вскоре производство на них вовсе прекратилось. В государственной промышленности Карелии наступила новая эпоха, связанная, с одной стороны, с использованием прочих — помимо железной руды — природных ресурсов, а с другой — с упадком горно-металлургического производства, ориентированного, главным образом, на военные нужды.

Тем не менее, горная промышленность Карелии не прекратила своего существования. В 1730-х гг. началась разработка Воицкого рудника. Добытая здесь медная руда перевозилась на Кончезерский, а позднее на Петровский медеплавильные заводы. В ходе работ выяснилось, что в забоях встречается и небольшое количество золота. Присланный из Берг-коллегии бергмейстер Шамшиев организовал его добычу параллельно с добычей медной руды. С 1745 по 1769 г. Воицкий рудник дал около 1,5 пуда золота и значительное количество руды, из которой выплавили 4233 пуда меди. В 1770-1771 гг. рудник бездействовал. С 1772 г. на нем по настоянию директора Бергколлегии Ф. И. Соймонова возобновились работы, продолжавшиеся до 1783 г. Золота было получено еще 2 пуда 39 фунтов 48 золотников, а из поднятой «на-гора» руды выплавлено 2380 пудов меди. В третий раз Воицкий рудник восстановил в 1791 г. граф Гаррш. Им были установлены новые толчеи, «огненная машина» для откачки воды, но уже в 1794 г. работы окончательно прекратились как «бесполезные и убыточные казне».

С началом царствования Екатерины II в государственной промышленности Карелии началось заметное оживление. В частности, с середины XVIII в. получила развитие добыча строительного камня для сооружения дворцов и набережных СанктПетербурга, которая производилась в Соломенном и близ Шокши. Но наиболее важное значение приобрели Тивдийские мраморные ломки. Здесь с конца 1760-х гг. шла усиленная заготовка мрамора, который отправлялся в столицу на возведение Исаакиевского собора.

Вспыхнувшая в 1768 г. война с Турцией побудила правительство Екатерины II обратить внимание и на перспективы развития металлургии в Карелии с целью возобновления здесь производства орудий для флота. В начале 1769 г. Адмиралтейская коллегия направила в Олонецкий горный округ с ревизией генерал-поручика Демидова. Осмотрев два действовавших к тому времени металлургических предприятия округа — Кончезерский чугуноплавильный и Петровский медеплавильный заводы, Демидов остался недоволен их состоянием и пришел к выводу о необходимости строить новый пушечный завод на р. Лижме. Однако уже на начальном этапе строительные работы были прерваны событиями, получившими название Кижского восстания приписных крестьян 1769-1771 гг. Волнения приписного населения, обусловленные его исключительно тяжелым положением, имели место и прежде. Так, после объявления царского указа о приписке к заводам Бутенанта в конце XVII в. крестьян Заонежья, последовал их отказ исполнять заводские работы. Подобная же ситуация в отдельных волостях имела место в 1715, 1749-1750 гг. Однако выступление 1769-1771 гг. отличалось особым размахом. Поводом к восстанию послужил сенатский указ от 27 мая 1769 г., предусматривавший увеличение оброчных и подушных платежей с 1 руб. 70 коп. до 2 руб. 70 коп., причем 1 руб. 70 коп. необходимо было отработать на вспомогательных заводских работах. Объявление указа совпало с массовой высылкой крестьян в неурочное летнее время на постройку Лижемского завода и добычу мрамора на Тивдийские ломки. Масла в огонь подлили неосторожные заявления чиновника Назимова, который, получив взятку, истолковал сенатский указ в выгодном для крестьян духе, объявив, что они обязаны будут отрабатывать на заводской барщине лишь по 70 копеек с души, а остальное вносить деньгами.

Отказ крестьян выполнять заводские повинности поставил под угрозу деятельность горных заводов. На Кончезерском заводе в июле 1770 г. из-за недостатка древесного угля была потушена последняя доменная печь. Начались перебои с топливом и на Петровском медеплавильном заводе. Остановились строительные работы в Лижме.

На Олонецкие заводы прибыл генерал Лыкошин, наделенный исключительными полномочиями для борьбы с беспорядками. Первым значительным мероприятием возглавляемой им комиссии стал вызов старост на заводы. Запуганные Лыкошиным старосты приносили извинения за свои погосты и возвращались обратно. Однако вскоре последовал новый взрыв возмущения. Когда направленная в Заонежье по приказу Лыкошина воинская команда арестовала одного из крестьянских вожаков — Клима Соболева, — крестьяне отбили арестованного и изгнали команду из Заонежья.