Формирование на Урале в начале XVIII в. обширного промышленного района потребовало единого централизованного управления всеми его заводами, которое сосредотачивалось в едином административном центре управления горнозаводским краем. Необходимо было построить крупный город, который сочетал бы в себе функции металлургического завода, управленческие, торгово-посреднические и просветительские функции. Екатеринбург строился по типу новоевропейского города с органичной связью различных частей города, подчинением их одному центру, с приданием главным улицам роли основных композиционных осей и гармоничного плана как способа демонстрации утвердившегося закона, порядка и единства.
Важной причиной становления Екатеринбурга как столицы горной промышленности Урала и Сибири было и его географическое положение. Уже в начальный период существования заводского поселения поблизости от него появились другие подчиненные ему железоделательные заводы. Заводы, связанные транспортными путями и единым источником энергии – водами реки Исеть, в конце XIXв. вошли в городскую черту современного Екатеринбурга. Таким образом, структура города сложилась на основе Екатеринбурга и четырех заводов с их поселками – Верх-Исетским, Елизаветинским, Уктусским и Нижне-Исетским. Следует отметить, что в отличие от исторически сложившихся городов России на Урале именно заводы участвовали в создании планировочной структуры городов. При этом основой планировочной системы Екатеринбурга как поселения нового типа стало не русло реки, а ось главной дороги «Главной першпективы» (ныне проспект Ленина), проходящей по верхней площадке заводской плотины, здесь стали пересекаться транспортные пути как между европейской частью России и Сибирью, так и между северными и южными районами Уральского хребта.
Территория, определенная В. Н. Татищевым в 1721 г. для строительства нового металлургического завода, представляла собой лесной участок в пойме р. Исеть. Направление течения реки с севера на юг, относительно спокойный рельеф, четкое очертание плотины определили регулярную дорожную сеть поселения и форму плана, составленного В. И. де Генниным. Построенная под его руководством крепость была прямоугольной в плане со сторонами 358 и 307 саженей (763,83 м. х 655 м.). В соответствии с правилами европейской фортификации заводское поселение окружали земляной вал с бастионами, деревянный палисад, ров с водой и линия рогаток. По четырем сторонам крепостного каре «в линию» размещались дворы с жилыми домами для рабочих. В центре территории около пруда стояли дома командиров. За плотиной вдоль русла реки тянулись цеха железоделательного завода.
По концам плотины, на восточной и западной стороне крепости располагались различные по назначению площади. Главным зданием на западной - «Торговой» - площади была заводская канцелярия. Обширная площадь на восточной стороне называлась «Заводская». В период с 1723 по 1726 г. на ней была возведена церковь во имя Святой Екатерины. Прием постановки в Екатеринбурге поблизости от концов плотины двух примерно одинаковых зданий церквей должен был подчеркнуть симметрию плана крепости. Второй храм, уравновесивший в панораме городской застройки Екатерининскую церковь, появился позже, но местоположение его было определено уже на начальном этапе строительства крепости.
Строительство всякого провинциального города имеет пример для подражания. На сегодня признано, что главной особенностью Екатеринбурга на раннем этапе его существования стал факт выпадения его из этой традиции. Екатеринбургская крепость-завод создавалась де Генниным как реальное воплощение мечтаний мыслителей многих эпох об «идеальном городе», ему была отведена роль образца для строительства других горных городов Урала.
К 1730 г. крепость уже не могла вместить всех жителей, с ростом заводского производства и населения потребовалась разработка нового плана екатеринбургской крепости. Задачу дальнейшего развития городской застройки решил В. Н. Татищев, сменивший в 1734 г. В. И. де Геннина на посту Главного командира правления заводов. Согласно новому плану была расширена правобережная часть крепости, для чего в 1734 г. срыли западный земляной вал, а плану крепости придали форму семигранника. На торговой стороне появилась дополнительная линия жилых домов и новое здание Гостиного двора. К 1747 г. на Торговой площади встало деревянное здание Богоявленской церкви. Для расселения горожан вокруг крепости Татищев отвел места для четырех слобод (порядков). К югу от крепости, на правом берегу Исети появилась слобода Купецкая и Банная на левом берегу. К северу от крепости расположились: Ссыльная слобода на правом берегу и Конюшенная на левом. От Банной слободы начиналась Сибирская дорога в Тобольск, вдоль Конюшенной слободы шла дорога на Верхотурье. Из появившихся в эти годы архитектурных сооружений самым значительным было новое каменное здание Горной канцелярии (1739), двухэтажное с высокой крышей на «голландский манер», оно долгие годы оставалась самым в панораме города.