จากนโยบายจากแสวงหาดินแดนใหม่ทางตะวันไกลของจักรวรรดิรัสเซีย คาบสมุทรคัมชัตคาได้ถูกเข้ามาสำรวจโดยคณะสำรวจของชาวรัสเซียตั้งแต่ปลายยุคคริสต์ศตวรรษที่ 17 หากแต่การจะเข้ามาตั้งถิ่นฐานเพื่อแสวงหาผลประโยชน์จากธรรมชาติอันอุดมสมบูรณ์ของคัมชัตคามักถูกต่อต้านโดยเหล่าชาวพื้นเมืองของคาบสมุทรซึ่งตั้งถิ่นฐานอยู่มาก่อนเป็นเวลายาวนานโดยเฉพาะชาวคาเรียค (Koryaks) ซึ่งอยู่ทางด้านบนของตัวคาบสมุทรติดกับแผ่นดินใหญ่และส่วนตอนกลางและทางใต้นั้นเป็นถิ่นของชาวอิเทลเมน (Itelmens) หรือเรียกกันอีกชื่อหนึ่งคือ ชาวคัมชาตดัล (Kamchatdals) หลังจากดำเนินการสู้รบกับฝ่ายรัสเซียมานานหลายสิบปี ในท้ายสุดชาวอิเทลเมนประสบกับโรคระบาดซึ่งมากับชาวรัสเซียที่มาครอบครองดินแดนจนทำให้ประชากรของชาวอิเทลเมนตายไปเป็นจำนวนมากและไม่สามารถลุกขึ้นต้านทานฝ่ายรัสเซียได้อีก และเริ่มมีการใช้ชีวิตอยู่ร่วมกับฝ่ายรัสเซียจนแทบถูกกลืนหายไปหมดสิ้น

ในปี ค.ศ. 1740 ไวตัส เบริง นักสำรวจทางทะเลเชื้อสายเดนมาร์กที่มารับราชการในกองทัพเรือรัสเซียได้เดินทางมาถึงบริเวณอ่าวอะวาชาจากทะเลโอค็อตสค์ก่อนเริ่มการสำรวจ Second Kamchatka Expedition (ซึ่งต่อมาจะเป็นการค้นพบอะแลสกาเป็นครั้งแรก) เนื่องจากเห็นว่าเป็นภูมิประเทศที่เหมาะสมจะให้ใช้เป็นจุดพักกำลังในการเดินเรือด้วยเป็นอ่าวเกือบปิดลึกเข้ามาจากมหาสมุทรแปซิฟิกจึงได้ให้มีการสร้างชุมชนขึ้นเพื่อเป็นจุดแวะสำหรับการเดินเรือในย่านนี้ด้วยไม่มีชุมชนใดสร้างใช้เป็นที่พักเรือได้เลยมาก่อน จากนั้นในเดือนมิถุนายน ค.ศ. 1941 เบริงได้เริ่มการสำรวจไปทางตะวันออกของคาบสมุทรคัมชัตคาจนเรือสองลำคือ เรือเซนต์ปีเตอร์ กับ เรือเซนต์พอล พลัดหลงจากกันเพราะทัศนวิสัยเลวร้ายกลางทะเล วันที่ 10 ตุลาคมปีนั้นเรือเซนต์พอลได้ล่องกลับมายังเมืองปิตราปัฟลัฟสค์ก่อน[4]เรือเซนต์ปีเตอร์ของเบริงซึ่งลอยลำไปสำรวจฝั่งตะวันตกของอะแลสกา สุดท้ายแล้วเบริงก็ได้เสียชีวิตลงที่เกาะร้างกลางทะเลก่อนจะสามารถล่องเรือกลับมาถึงเมืองได้ (ปัจจุบันเกาะที่เบริงเสียชีวิตคือ เกาะเบริง เป็นหนึ่งในเกาะของหมู่เกาะคอมมานเดอร์ (Commander Islands) นอกชายฝั่งคาบสมุทรคัมชัตคา)

หลังจากนั้นปิตราปัฟลัฟสค์ได้กลายเป็นจุดพักเรือของการสำรวจทางมหาสมุทรแปซิฟิกซึ่งเริ่มได้รับความสนใจมากขึ้น โดยในปี ค.ศ. 1779 เจมส์ คุก ได้มาหยุดเรือที่ปิตราปัฟลัฟสค์ ต่อมา ค.ศ. 1787 ฌ็อง-ฟร็องซัว เดอ ลา เปรูซ (Jean-François de La Pérouse) นักเดินเรือของฝรั่งเศสก็ได้มาหยุดแวะที่เมืองเช่นกันก่อนการสำรวจมหาสมุทรแปซิฟิกทางใต้ ทว่าเมืองไม่ได้เติบโตขึ้นจากที่เป็นเพียงชุมชนเล็ก ๆ มีคนอยู่ไม่ถึงพันคนไปอีกนับร้อยปี

การปิดล้อมโจมตีช่วงสงครามไครเมีย

ความสำคัญทางประวัติศาสตร์ของปิตราปัฟลัฟสค์ปรากฏขึ้นอีกครั้งในปี ค.ศ. 1854 ซึ่งรัสเซียกำลังทำสงครามไครเมียโดยอยู่ฝ่ายตรงข้ามกับฝรั่งเศสและอังกฤษ เนืองจากในระยะนั้นทั้งสองชาติได้เริ่มมามีอาณานิคมในแถบเอเชียแล้วและเมืองปิตราปัฟลัฟสค์เองก็มีฐานะในยามนั้นเป็นฐานกำลังหลักของกองทัพเรือรัสเซียทางฝั่งแปซิฟิก ในเดือนสิงหาคมกองเรือของทั้งสองชาติได้แล่นมาจากจีนและทำการปิดล้อมโจมตีเมืองปิตราปัฟลัฟสค์ซึ่งในเวลานั้นมีคนในเมืองเพียง 988 คนกับปืนเพียง 68 กระบอก ทว่าฝ่ายรัสเซียสามารถต้านทานจากโจมตีด้วยจำนวนเรือ 6 ลำ ปืน 206 กระบอกและทหารราว ๆ 2,500 คนได้จนฝ่ายฝรั่งเศสและอังกฤษต้องจำล่าถอยไปด้วยเสบียงที่ร่อยหรอลงและใกล้เข้าสู่ฤดูหนาว ซึ่งทางฝ่ายรัสเซียได้ใช้โอกาสที่เข้าสู่ฤดูหนาวตัดสินใจอพยพทิ้งร้างเมือง เมื่อกองเรือของฝรั่งเศสและอังกฤษยกกำลังกลับมาอีกครั้งในฤดูร้อนปีถัดมาจึงพบเพียงเมืองร้างว่างเปล่าซึ่งก็ถูกยิงถล่มเสียหายก่อนจะถอนกำลังออกไป กระนั้นวีรกรรมของฝ่ายรัสเซียซึ่งสามารถปกป้องเมืองไม่ให้ถูกยึดครองโดยฝ่ายศัตรูก็ถูกยกย่องจนปิตราปัฟลัฟสค์ได้รับการขนานนามว่าเป็นเซวัสโตปอลแห่งตะวันออก

หลังจากนั้นคัมชัตคาได้กลายเป็นจุดหมายของนักโทษซึ่งถูกเนรเทศมาจากทางตะวันตกของประเทศ ทำให้อัตราประชากรเพิ่มขึ้นอย่างช้า ๆ จนในที่สุดชาวรัสเซียได้กลายเป็นประชากรส่วนของทั้งเมืองและตัวคาบสมุทรคัมชัตคา

เมืองปิดทางการทหารสมัยคอมมูนิสต์

ในระยะนี้ประชากรของเมืองได้เพิ่มขึ้นอย่างก้าวกระโดดจากการย้ายกำลังทหารมาประจำในฐานทัพต่าง ๆ รอบอ่าวอะวาชาอย่างเนืองแน่น ช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง ปิตราปัฟลัฟสค์-คัมชัตสกีได้กลายเป็นหนึ่งในเมืองกำลังหลักของการส่งเรือรบและเครื่องบินไปต่อสู้กับทางญี่ปุ่นเพื่อแย่งชิงหมู่เกาะคูริล จนทำให้ได้รับยกย่องเป็นเมืองเกียรติยศทางการทหารเมื่อปี ค.ศ. 2011[5]

ช่วงสงครามเย็น ทางโซเวียตได้เพิ่มการพัฒนาทางด้านการทหารในบริเวณคาบสมุทรอย่างมาก คัมชัตคาถูกประกาศให้เป็นเขตหวงห้ามทางการทหารที่แม้แต่ชาวรัสเซียเองก็มิสามารถเดินทางเข้ามาได้ง่าย มีการส่งเรือดำน้ำมาประจำการที่ฐานทัพเรือและหน่วยฝูงบินของกองทัพโซเวียตก็ประจำการอยู่ที่สนามบินหลักของเมืองรวมถึงมีเขตพื้นที่หวงห้ามเพื่อทดลองขีปนาวุธพิสัยไกลด้วย[6] ดังนั้นในวันที่ 1 กันยายน ค.ศ. 1983 โคเรียนแอร์ไลน์ เที่ยวบินที่ 007ได้บังเอิญบินรุกล้ำเข้ามาในน่านฟ้าของคัมชัตคาใกล้กับเมืองปิตราปัฟลัฟสค์-คัมชัตสกีจนถูกทางการโซเวียตสงสัยว่าเป็นการสอดแนมและถูกสั่งยิงตกเมื่อบินออกจากเขตคาบสมุทรไปถึงบริเวณเกาะซาฮาลินแล้ว

หลังจากล่มสลายของโซเวียต

แม้ว่าการล่มสลายลงของโซเวียตจะเป็นการเปิดเมืองให้ผู้คนสามารถเดินทางเข้ามาได้ง่ายขึ้น ทว่าหลังจากการล่มสลายของโซเวียตประชากรของเมืองกลับลดลงอย่างต่อเนื่องจากการย้ายถิ่นฐานออกไปยังที่อื่น ในขณะเดียวกับเศรษฐกิจของเมืองก็เริ่มเปลี่ยนทิศทางจากที่เดิมพึ่งพาการประมงและธุรกิจเกี่ยวกับการขนส่งทางเรือและการทหาร ในระยะหลัง ๆ นักท่องเที่ยวทั้งชาวรัสเซียและชาวต่างชาติบางส่วนเริ่มเข้ามาเที่ยวในคัมชัตคามากขึ้นและด้วยฐานะที่เป็นเมืองที่มีความเจริญมากที่สุดของคาบสมุทร ปิตราปัฟลัฟสค์-คัมชัตสกีจึงได้กลายเป็นจุดตั้งต้นของการเดินทางเที่ยวชมธรรมชาติของคาบสมุทร กระนั้นเมืองก็ไม่ค่อยได้รับการพัฒนามากเท่าในช่วงสงครามเย็น สภาพทั่วไปจึงค่อนข้างเสื่อมโทรมไม่มีการก่อสร้างอะไรใหม่มากไปจากสมัยโซเวียตนัก

ปัจจุบันนี้แม้ว่าจะสิ้นสุดยุคการเป็นเมืองปิดทางการทหารแล้ว ทว่าก็ยังคงมีกิจกรรมทางการทหารเกิดขึ้นรอบ ๆ เมืองอยู่เสมอ ฝูงบินของกองทัพรัสเซียก็ยังคงประจำการอยู่ที่สนามบินปิตราปัฟลัฟสค์-คัมชัตสกี ฐานทัพเรือของกองเรือแปซิฟิกก็ยังคงมีการซ้อมรบนอกชายฝั่งรวมถึงมีการเสริมกำลังยุทโธปกรณ์ใหม่ ๆ อยู่ในทุกวันนี้[7]