Петр I был провозглашен царем в 10-летнем возрасте при регентше Софье Алексеевне, а править самостоятельно он стал с 1689 года. Формальным соправителем Петра был его брат Иван – до своей смерти в 1696 году.
В царствование Петра I Смоленск вновь выдвинулся на передний план и начал отстраиваться заново. Были восстановлены древнейшие храмы (такие как храм Михаила Архангела), в формах русско-казацкого барокко возвели новый Успенский собор. Смоленская стена вновь обрела прежнюю оборонительную способность.
С вступлением России в войну со Швецией, получившую название Северной войны (1700–1721), значение Смоленской крепостной стены снова возросло.
Опасаясь наступления шведского войска на Москву через Смоленск, Петр I приступил к укреплению его каменных стен и земляных бастионов. Царь лично прошел по всей стене и оценил ее мощь и надежность. К чести русского оружия, шведы не были допущены к Смоленску. 28 сентября 1708 года их передовой корпус был разгромлен у деревни Лесной, на территории современной Могилевской области в Белоруссии. Через несколько дней Петр I торжественно въехал в Смоленск под звон колоколов и пушечный салют.
После поражения при Лесной шведы решили двинуться через Украину, где их ждала Полтава. При этом угроза боев за Смоленск была снята. Но и после этого Смоленская крепостная стена оставалась в поле зрения Петра I.
В 1724 году для защиты моста через Днепр и въезда в город на правом берегу была возведена земляная крепость – кронверк.
Когда Смоленск окончательно присоединен был к России, он сделался правою рукою Москвы по патриотизму. Он разверзал длань свою на всякого врага, покушавшегося на Москву, и сжимал ее в кулак, чтобы проводить его, когда его начинала гнать Москва.
Неизвестный художник. Иван V и Петр I. Миниатюра из Коронационного альбома. 1682
В 1708 году Петр I начал первую территориальную реформу: он поделил всю страну на уезды и губернии. Губерний было восемь, и в том числе была создана Смоленская губерния. Соответственно, Смоленск стал центром Смоленской губернии.
Однако в 1719 году Смоленск потерял значение губернского административного центра: новым делением России Смоленщина была превращена в провинцию Рижской губернии. Но в 1726 году Смоленскую губернию восстановили.