Увеличилось число мануфактур — крупных предприятий, основанных на разделении труда, остающегося по преимуществу ручным, и применении механизмов, приводимых в движение водой. Это свидетельствует о начале перехода к раннекапиталистическому промышленному производству, сильно еще опутанному крепостническими отношениями.
В это время расширяли старые мануфактуры, например, Пушечный двор — построили «кузнечную мельницу», чтоб «железо ковать водою», каменные здания (вместо старых деревянных). В Москве же появились две казенные пороховые мельницы. Продолжали работать мастерские Оружейной, Золотой и Серебряной палат, швейные мануфактуры — Царская и Царицина мастерские палаты. Появились ткацкая мануфактура — Хамовный двор в Кадашевской слободе (Замоскворечье), шелковая — Бархатный двор (довольно быстро заглохла).
Эти мануфактуры были казенными или дворцовыми. На них применялся принудительный труд. Связей с рынком они не имели.
Другая группа мануфактур — купеческие: канатные дворы в Вологде, Холмогорах (возникли в XVI веке), в Архангельске (в XVII веке). Это были сравнительно крупные предприятия: только на Вологодском работало около 400 наемных рабочих из русских людей. Холмогорский двор давал столько канатов, что ими можно было оснастить четвертую часть кораблей английского флота, одного из самых крупных в тогдашнем мире.
Под Москвой появился Духанинский стекольный завод Е. Койета, выходца из Швеции. Его посуда шла во дворец и на продажу. Наиболее важные районы мануфактурного производства складываются на Урале, в Тульско-Каширском, Олонецком краях.
Уже в 20-е годы казна пыталась строить небольшие заводы по обработке металлов на Урале, в районе Томска. Но отсутствие дешевой рабочей силы помешало этому.
В следующем десятилетии, после открытия медных руд в районе Соликамска, построили Пыскорский медеплавильный завод, первый в России. В плавильне установили мехи, которые приводились в движение от мельничных водяных колес. Завод давал несколько сот пудов меди в год; квалифицированных рабочих для него присылали из Москвы и других городов (в том числе мастеров с московского Денежного двора, чеканившего монету для казны), подсобных нанимали на месте. Предприятие существовало до конца 40-х годов: его закрыли после истощения рудных запасов и пожара. Правда, мастер-плавильщик Александр Тумашев с сыновьями Иваном и Дмитрием еще лет двенадцать продолжали здесь добывать медь, сдавали ее в казну, но в 1660 году «от медного дела отказали, что руд медных в том месте не стало». В середине тех же 60-х годов прекратил работу, и тоже из-за истощения запасов, медеплавильный завод в Казани.
Первые медеплавильные заводы, построенные казной в Онежском крае, получили в эксплуатацию иностранцы. Но вместо выплавки меди, которую наладить не удалось, они перешли на изготовление железа. Используя опыт местных мастеров, по наследству занимавшихся подобным промыслом, хозяева организовали три вододействующих железоделательных завода.
Под Тулой три таких же завода построил в 1637 году А. Д. Виниус, голландский купец. Он замыслил завести в России мануфактуры капиталистического типа. Мельничные колеса, действовавшие на воде, приводили в движение мехи у домны (у «большого плавильного горна с трубой»), многопудовый «боевой» кузнечный молот, сверлильные инструменты. Квалифицированных мастеров и подмастерьев хозяин выписал из-за рубежа.
Большие расходы заставили Виниуса принять в компанию датчанина П. Марселиса и голландца Ф. Акему, которые вскоре захватили дело в свои руки и отстранили основателя завода.
Они укрупнили и реконструировали Тульские заводы, построили четыре новых в Каширском уезде. На Тульских делали чугун и железные полуфабрикаты, на Каширских перерабатывали их в готовые изделия.
В 60-е годы на всех Тульско-Каширских заводах трудились 56 иноземцев и 63 русских мастера и подмастерья; все они, за единичным исключением, работали по найму. Подсобные же черные работы — добычу руды, заготовку угля, доставку их к заводам — исполняли крестьяне Соломенской дворцовой волости, которую попросту приписали к тульским предприятиям, то есть поступили старым феодальным способом: принудительно заставляли крестьян работать на заводы в порядке исполнения повинности. К каширским заводам тоже приписали волость с крестьянами.
Таким образом, на этих заводах, а в конце столетия на металлургических заводах А. Бутенанта в Олонецком крае использовался вольнонаемный и принудительный труд. Появление таких заводов — значительный шаг вперед в истории русской промышленности: и в плане увеличения производства (на заводах Тулы и Каширы выплавляли несколько десятков тысяч пудов чугуна и железа в год), и широкого разделения труда (изготовление, к примеру, карабина или мушкета проходило ряд производственных процессов у мастеров различных специальностей), и применения механизмов, использовавших силу падающей воды.