Военные действия шведского флота на Белом море заставили Петра I позаботиться и о фортификационных сооружениях в городе. По его приказу и при его участии в 1701 г. здесь началось строительство Новодвинской крепости — первой русской регулярной крепости, имеющей в плане квадратную форму и четыре бастиона по углам. 25—26 июня 1701 г. у стен строящейся крепости произошло Новодвинское сражение, в котором русские одержали первую в Северной войне победу над шведским флотом. Новодвинская крепость была сооружена в течение четырех лет. До настоящего времени от нее сохранились стены и белокаменные ворота, украшенные декором в стиле барокко.
В 1702г. административное управление Поморьем переводится из Холмогор в Архангельск, а 18 декабря 1708 г. по указу Петра I он стал центром вновь образованной Архангелогородской губернии (одной из восьми губерний, на которые тогда было разделено Российское государство). В состав губернии были включены Кольский полуостров с Карельским и Поморским берегами Белого моря, а также территория от Летнего берега Онежского полуострова до Урала. Бурное развитие города было несколько заторможено в 1722 г., когда вышел царский указ о перенесении с Северной Двины на Неву всей внешнеторговой деятельности Российского государства. Несмотря на это, Архангельск и в последующие годы продолжал оставаться важным торговым центром регионального масштаба, где по-прежнему развивалось судостроение, рыболовство, торговля лесом, заготовка которого интенсивно велась в окрестностях. В 1762 г. Архангельск в своих торговых правах был уравнен с Санкт-Петербургом. В 1780 г. Архангелогородская губерния преобразована в Архангельскую область в составе Вологодского наместничества, но такое положение сохранялось всего четыре года, и уже 1784 г. Архангельск стал административным центром самостоятельного Архангельского наместничества. С 1794 г. застройка города стала вестись по регулярному плану, согласно которому были сформированы параллельные набережной широкие улицы. По указу Павла I от 12 декабря 1796 г. была образована Архангельская губерния, просуществовавшая как самостоятельная административная единица вплоть до 1929 г.
В период наполеоновских войн и в связи с так называемой континентальной блокадой Великобритании в 1807—1813 гг. Архангельск испытал новый экономический подъем, так как был в то время единственным в России портом, куда могли поступать колониальные товары.
В конце XIX — начале XX века Архангельск превратился в крупнейший лесопромышленный и лесоэкспортный центр страны. Город служил также важной базой для освоения Арктики и налаживания судоходства по Северному морскому пути. Для проведения исследований в Арктике из Архангельска отправились полярные экспедиции В. Я. Чичагова, А. М. Сибирякова, Ф. П. Литке, П.К.Пахтусова, В. А. Русанова и Г. Я. Седова. Вышедший из Архангельска ледокольный пароход «А. Сибиряков» в 1932 г. впервые сумел преодолеть Северной морской путь в течение одной навигации.
В предвоенные годы административный статус Архангельска неоднократно менялся в связи с изменениями в системе административного деления страны. 15 июля 1929 г. он стал административным центром вновь образованного Северного края, в состав которого вошли Архангельская, Вологодская, Северодвинская губернии, автономная область Коми и Ненецкий национальный округ. 5 декабря 1936 г. Северный край был упразднен, и на его территории образована автономная республика Коми и Северная область, административным центром которой сделан Архангельск. Ныне существующая Архангельская область создана 23 сентября 1937 г. в результате разделения Северной области на Архангельскую и Вологодскую области.
В состав Архангельской области на 1 января 1997 г. входили: Ненецкий автономный округ, 20 районов, 14 городов, 38 поселков городского типа, 242 сельские администрации, 3 970 сельских населенных пунктов.
Современный Архангельск продолжает играть важную роль как крупнейший центр лесообрабатывающей и лесохимической промышленности. В частности, здесь расположены крупные лесопильно-деревообрабатывающие комбинаты (ЛДК, в том числе Соломбальский ЦБК), гидролизный завод и другие предприятия. Значительная часть продукции лесной промышленности идет на экспорт. Имеются также предприятия машиностроения (специализируются на выпуске оборудования для лесной и лесообрабатывающей промышленности) и судостроения. Ведущие государственные предприятия рыбной промышленности — база тралового флота, рыбокомбинат и Архангельский опытно-водорослевый комбинат, который занимается переработкой морских водорослей.