Konstkameran inrättades av Peter den store vid floden Neva. Kunstkameras tornformade petrinska barockbyggnad, ritad av den preussiske arkitekten Georg Johann Mattarnovy, färdigställdes 1727. Grundstenen lades 1719. Namnet Kunstkamera kommer från tyska Kunstkammer, som bokstavligen betyder ”konstkammare”.
Peters museum var ett kuriosakabinett som syftade till att bevara ”naturliga och mänskliga kuriositeter och rariteter”, en mycket typisk typ av samling för perioden. Tsarens personliga samling, som ursprungligen förvarades i sommarpalatset, innehåller ett stort sortiment av mänskliga och animaliska foster med anatomiska brister, som Peter hade sett 1697 på besök hos Frederick Ruysch och Levinus Vincent. Den underliggande idén med deras konstkammare var att skaffa sig fullständig kunskap om världen. Det nederländska ordet ”kunst-kamer” tycks ha introducerats av kirurgen Stephanus Blankaart 1680.
Peters den stores konstkamera ses ofta som en slumpmässig samling av osammanhängande rariteter, men det verkar som om de samlades in systematiskt enligt en väldefinierad plan. Peters huvudintresse var ”naturalia”, snarare än de så kallade ”artificialia”. Peter uppmuntrade forskning om missbildningar och försökte hela tiden avliva den vidskepliga rädslan för monster. Han utfärdade ett ukase där han beordrade att missbildade, dödfödda spädbarn skulle skickas från hela landet till den kejserliga samlingen. Han lät senare ställa ut dem i Kunstkamera som exempel på naturens olyckor.
1716 inrättade Peter mineralkabinettet i Kunstkamera och deponerade där en samling på 1195 mineraler som han hade köpt av Gottwald, en läkare från Danzig. Samlingen berikades med ryska mineraler. Det var en föregångare till Fersmans mineralogiska museum, som nu finns i Moskva.
Många föremål köptes i Amsterdam från farmakologen Albertus Seba (1716) och anatomikern Frederik Ruysch (1717) och utgjorde grunden för Vetenskapsakademien. Kunstkamera byggdes speciellt för att hysa dessa två omfattande samlingar. Ett tredje förvärv kom från Jacob de Wilde, en samlare av ädelstenar och vetenskapliga instrument. Tsarens överläkare Robert Erskine och hans sekreterare Johann Daniel Schumacher var ansvariga för förvärvet.