Иоанновский равелин строился в 30-е годы XVIII века, во времена царствования императрицы Анны Иоанновны. В XVIII―XIX веках территория равелина отделялась от крепости рвом, соединявшим Неву с Кронверкским проливом. Ров являлся дополнительной преградой перед крепостной стеной. Место, где был ров, теперь заасфальтировано, по краям его посажены деревья.
На берегу Невы и Кронверкского пролива сохранились ботардо (каменная стена с частоколом и башенкой, преграждавшая судам доступ в ров).
После Февральской революции 1917 года в Иоанновском равелине был создан гарнизонный политический клуб. 22 мая 1917 года, в день открытия, на территории равелина состоялся большой солдатский митинг. На нем присутствовали члены Петроградского Совета рабочих и солдатских депутатов.
В 1973 году в помещении Иоанновского равелина открылась экспозиция «К истории советского ракетостроения». Она знакомит с основоположниками и популяризаторами космонавтики — К. Э. Циолковским, Н. И. Кибальчичем, А. Д. Засядко, К. И. Константиновым, Н. Е. Жуковским, И. В. Мещерским, Ю. В. Кондратюком, Ф. А. Цандером, Я. И. Перельманом, Н. А. Рыниным, В. П. Глушко, С. П. Королевым. Здесь представлены их портреты, основные научные труды, чертежи, документы и фотографии.
Экспозиция занимает помещения, в которых в 1932―1933 годах находились испытательные стенды и мастерские первой в СССР опытно-конструкторской организации по разработке ракетных двигателей — газодинамической лаборатории.
В 1921 году инженер-химик И. И. Тихомиров основал в Москве первую советскую научно-исследовательскую и опытно-конструкторскую организацию по разработке ракетных двигателей и ракет. В 1927 году лаборатория перебазировалась в Ленинград и с 1928 года стала именоваться Газодинамической лабораторией (ГДЛ). В Иоанновском равелине производились стендовые испытания первого в мире электротермического ракетного двигателя и первых советских жидкостных ракетных двигателей, разработанных в 1929―1933 годах. В ГДЛ были заложены основы отечественного ракетного двигателестроения. Здесь представлена воссозданная высоковольтная установка по испытанию электротермического ракетного двигателя. Для ознакомления с работами лаборатории в 1932―1933 годах из Москвы приезжали руководители Группы изучения реактивного движения (ГИРД) во главе с С. П. Королевым. Эта встреча положила начало в дальнейшем совместной работе сотрудников ГДЛ и ГИРД, внесшей огромный вклад в достижения Советского Союза в области создания собственно ракет. Выросший из ГДЛ коллектив конструкторов создал мощные двигатели ракет-носителей, выводившие на орбиты искусственные спутники Земли, Луны и Солнца, автоматические станции на Луну, Венеру и Марс, пилотируемые корабли «Восток», «Восход», «Союз».
В разделе экспозиции, посвященном советским конструкторам и ученым, представлены портреты В. П. Ветчинкина, В. П. Глушко, Г. М. Крамарова, Д. А. Граве и другие; современные достижения в освоении космического пространства, создании ракет и космических кораблей; макеты двигателей, ракет, автоматической лунной станции, космического корабля «Восток», глобус Луны, полетный костюм летчика-космонавта Н. Н. Рукавишникова, аварийно-спасательный скафандр летчика-космонавта Ю. В. Романенко, а также портреты советских космонавтов и подлинный спускаемый аппарат космического корабля «Союз-16».
За Иоанновским равелином находится Петровская куртина — стена, соединяющая бастионы Государев и Меншиков. Она сооружена в 1707―1708 годах.
Рядом с крепостью, под ее защитой на Городском (Березовом) острове возводился Петербург. На Троицкой площади (ныне площадь Революции) перед крепостью были построены первые здания города. В них размещались государственные учреждения, типография, гостиный двор, таможня. Здесь же находился первый петербургский порт. Петербург возникал как город-крепость, как военный и торговый порт. И с этой площади жители в первые годы существования города могли попасть на территорию Петропавловской крепости через Петровские ворота.
Петр I считал Петропавловскую крепость важнейшей постройкой города, и вход на ее территорию был оформлен парадно. Петровские ворота построены в виде триумфальной арки, обращенной к городской площади, и представляют собой единственное дошедшее до нас триумфальное сооружение петровского времени. Они создавались в 1707―1708 годах по проекту Д. Трезини и первоначально были деревянными. Один из современников писал, что ворота «очень красивой резной работы…». Их украшала статуя святого Петра в человеческий рост. Скульптор-резчик Н. Пино создал для них деревянные барельефы. В верхней части ворот изображены бог Саваоф в облаках и воинские доспехи. Ниже расположен деревянный барельеф К. Оснера — «Низвержение Симона-волхва».