Petropavli kliima on mandriline. Talv on pakaseline, vähese lumega ja kestab 5 kuud. Suvi on suhteliselt palav, ilm on siis selge ja sageli põuane. Kõige soojemad kuud on juuli (keskmiselt +19,7 °C) ja juuni (keskmiselt +18,4 °C), kõige külmemad kuud on jaanuar (-15,6 °C) ja veebruar (-14,9 °C). Aasta keskmine temperatuur on +2,2 °C.
Keskmine sademete hulk Petropavlis on 345 mm aastas, õhuniiskus on 73,8% ja tuule kiirus 4,3 m/s.
Kuigi Senat oli rõhutanud uue kindlustusvööndi ehituse alustamise möödapääsmatust, saabus kahe tuhande mehe suurune sõjaväeüksus Petropavli kanti alles 1752. aasta juunis. Kindluse nimeks sai Püha Peetruse kindlus. Kindluse asutamise kuupäevaks loetakse 12. juuli 1752. Oktoobris ehitustööd katkestati, neid jätkati kevadel ja 1753 loeti kindlus valminuks. Raske töö, halva toidu ja varakult saabunud külmade tõttu tekkisid sõduritel kiiresti terviseprobleemid. Sõdurid olid haiged, mitmed neist surid, esines deserteerumist.
Kindlus asus Išimi paremal kaldal kohas, kus jõgi oli kuni 47 m lai. Kindlust piirasid kaks looduslikku jäärakut. Kindlus oli kuusnurkse põhiplaaniga ja ehitatud puust, selle ümbermõõt oli üle 1,3 km ja pindala umbes 2 ha. Kindluse bastionides asusid kahurid ning kindluse sees olid kasarmud, hobusetallid, ohvitseride elamud, garnisoni kirik, püssirohuladu jne.
Kindlus asus strateegiliselt soodsas kohas ning sai varsti piirkonna poliitiliseks ja majanduskeskuseks. Lähedusse asusid talupojad, sest sõduritele oli vaja toitu ja riiet. Kindlusse asusid elama kaupmehed. Juba 1759 avati esimene kool sõdurite lastele. Puitkindlustused asendati muldkindlustustega, rajati niinimetatud saadikumaja Kokandi khaaniriigi esindajate vastuvõtmiseks. 1772. aastal oli väljaspool kindlust juba kaks eeslinna.
