Это единственный на территории крепости историко-архитектурный памятник, который сохранился с первых лет существования крепости до наших дней почти без изменений.

В начале 18 века Петровские ворота ещё не были прикрыты построенным позднее Иоанновским равелином. Арка Петровских ворот служила главным входом в крепость со стороны строящегося на Городском острове города, поэтому ворота отличаются пышностью, великолепием, носят характер триумфальной арки.
Ворота первоначально были сооружены из дерева по проекту Д. Трезини и по своему облику напоминали триумфальные ворота в Нарве, возведенные Трезини в честь взятия Нарвской крепости в 1704 году. В 1718 году ворота перестроили в камне. Каменные ворота сохранили композицию деревянных, а также некоторые барельефы. Скульптура выполняет не только декоративную роль, но отражает события того времени, аллегорически прославляет победу в Северной войне.

Ворота выполнены в пышном вычурном стиле барокко. Поверхность фасадной стены обработана рустами. Стена первого яруса прорезана по сторонам проезда глубокими нишами, в которых установлены аллегорические скульптуры - аллегория Войны и аллегория Мудрости. Скульптура выполнена в намазной технике. Второй ярус ворот украшают волюты и завершает лучковый фронтон.

На фронтоне размещена великолепная резная композиция, выполненная из дерева скульптором Николя Пино, изображающая бога Савоафа в облаках и воинские доспехи. На аттике - барельеф, выполненный скульптором Конрадом Оснером "Апостол Петр ниспровергает Симона-волхва". Как повествует легенда, кудесник Симон силой волшебства вознесся на небо, но молитва апостола Петра повергла его на землю. Апостол Пётр, которому придано портретное сходство с Петром I, изображён стоящим в толпе.

В 1720 году мастер Ф. Вассу отлил из свинца двуглавого орла. Орел был вызолочен и в 1722 году установлен под аркой проезда. Вес его 1096 кг. Это древний герб русского государства.

Петровские ворота - это единственный сохранившийся в Санкт-Петербурге образец триумфального сооружения начала XVIII века.
Через эти парадные ворота можно пройти на территорию Петропавловской крепости. Ось Петровских ворот направлена на восточный фасад Петропавловского собора.