A Kunstkamera foi estabelecida por Pedro, o Grande, na margem do rio Neva. O edifício petrino barroco da Kunstkamera, projetado pelo arquiteto prussiano Georg Johann Mattarnovy, foi concluído em 1727. A pedra fundamental foi colocada em 1719. O nome Kunstkamera é derivado do alemão Kunstkammer, literalmente significando “Câmara de Arte”.
O museu do Pedro era um gabinete de curiosidades dedicado a preservar “curiosidades e raridades naturais e humanas”, um tipo muito típico de coleção da época. A coleção pessoal do czar, originalmente guardada no Palácio de Verão, apresenta uma grande variedade de fetos humanos e animais com deficiências anatômicas, que Pedro tinha visto em 1697, visitando Frederick Ruysch e Levinus Vincent. A ideia subjacente aos seus kunstkammers era a de adquirir um conhecimento completo do mundo. A palavra holandesa “kunst-kamer” parece ser introduzida pelo cirurgião Stephanus Blankaart em 1680.
A Kunstkamera de Pedro o Grande é frequentemente vista como uma coleção aleatória de raridades incoerentes, mas parece que eles foram coletados sistematicamente sujeitos a um plano bem definido. O principal interesse de Pedro era a “naturalia”, em vez da chamada “artificialia”. Peter encorajou a pesquisa de deformidades, sempre tentando desmascarar o medo supersticioso dos monstros. Ele emitiu uma ordem ukase ordenando que crianças malformadas, ainda nascidas, fossem enviadas de todo o país para a coleção imperial. Em 1716, Peter estabeleceu o gabinete mineral de Kunstkamera, depositando ali uma coleção de 1195 minerais que ele havia comprado de Gottwald, um médico da Danzig. A coleção foi enriquecida com minerais russos. Foi um predecessor do Museu Mineralógico Fersman, agora baseado em Moscou.
Muitos itens foram comprados em Amsterdam do farmacologista Albertus Seba (1716) e do anatomista Frederik Ruysch (1717) e formaram a base para a Academia de Ciências. A Kunstkamera foi especialmente construída para abrigar estas duas extensas coleções. Uma terceira aquisição veio de Jacob de Wilde, um colecionador de gemas e instrumentos científicos. O chefe-físico do czar, Robert Erskine, e seu secretário Johann Daniel Schumacher foram os responsáveis pela aquisição.