Сразу же после присоединения Крыма к России (манифест Екатерины II «О принятии полуострова Крымского, острова Тамана и всей Кубанской стороны под Российскую державу» был издан 8 апреля 1783 года) на полуостров распоряжением императрицы был направлен фрегат «Осторожный» под командованием капитана II ранга Ивана Берсенева для выбора гавани у юго-западного побережья, на котором предполагалось построить стратегически необходимый военный порт. Осмотрев в апреле 1783 года бухту у посёлка Ахтиар, расположенную неподалеку от развалин древнего города Херсонеса-Таврического, Берсенев рекомендовал её в качестве базы для кораблей будущего Черноморского флота. Датой основания Севастополя считается 3 (14 июня) 1783 года. В этот день под руководством флаг-капитана, лейтенанта Дмитрия Николаевича Сенявина были заложены первые четыре каменные постройки Севастополя: дом командующего Севастопольской эскадрой Томаса Меккензи (Фомы Фомича), часовня, кузница в Адмиралтействе и пристань, названная впоследствии Графской. Основателем города явился контр-адмирал шотландского происхождения Фома Фомич Мекензи. Но ещё пятью годами ранее решением Александра Суворова на берегах Севастопольской бухты были построены первые земляные укрепления и размещены русские войска. Первоначально поселение называлось Ахтиар, по имени бывшей на месте города крымскотатарской деревни Ак-Яр, пока 10 (21) февраля 1784 года Екатерина II своим указом повелела Г. А. Потемкину устроить на его месте большую крепость и назвать Севастополем. Город строился на средства, полученные Потемкиным с новороссийских земель. Административно Севастополь вошёл в состав Таврической области, образованной в составе Екатеринославского наместничества. Название города состоит из двух греческих слов Σεβαστος (Себастос) — «высокочтимый, священный» и πολις (полис) — «город». Себастос — эквивалент латинского титула «Август», поэтому Севастополь означает и «августейший город», «императорский город». В литературе приводились и другие переводы, например, в Большой советской энциклопедии название переведено как «величественный город», «город славы». В 1797 году император Павелпереименовал его в Ахтиар. В 1826 году сенатским указом городу было возвращено прежнее, греческое имя — Севастополь. Реализацию первоначальной схемы строительства города взял на себя Ф. Ф. Ушаков, назначенный в 1788 году командующим портом и Севастопольской эскадрой. Он построил много домов, казармы, госпиталь, дороги, рынки, колодцы.
В 1802 году Севастополь вошёл в состав новообразованной Таврической губернии, а двумя годами позже объявлен главным военным портом Чёрного моря Российской империи. В том же, 1804 году, был закрыт коммерческий порт, правда, он был открыт в 1808 году, но снова закрыт в 1809 году до 1820 года, когда в городе открылся порт для внутрироссийской торговли. Международного же торгового порта в Севастополе не было до1867 года. Город был военным, работающим на флот. В 1822 году из 25-тысячного населения Севастополя менее 500 человек были штатские. Но не только с военным делом связан начальный период истории города, так, в 1827 году начаты археологические раскопки Херсонеса Таврического, древнейшего поселения в черте Севастополя.
Русская эскадра на Севастопольском рейде. Иван Константинович Айвазовский, 1846 год
В 1830 году в Севастополе произошло крупное восстание, спровоцированное карантинными мерами во время русско-турецкой войны 1828—1829 гг., один из первых в серии холерных бунтов 1830-31 гг. Оно началось 3(15) июня и быстро вовлекло матросов, солдат, городские низы. 4 июня восставшими был убит губернатор города Н. А. Столыпин, несколько чиновников, и до 7 июня город находился в руках мятежников. После подавления восстания 1580 участников были преданы военному суду, 7 из них — расстреляны.
Начало бурного роста Севастополя неразрывно связано с именем М. П. Лазарева. Назначенный начальником штаба Черноморского флота в 1832 году, а позднее — главнокомандующим флотом и портами и военным губернатором города, он строит адмиралтейство с предприятиями судоремонта и судостроения на берегах Корабельной и Южной бухт. Создав таким образом производственную базу флота, М. П. Лазарев приступает к реконструкции и застройке города, для чего 25 октября 1840 года был разработан и принят первый генеральный план Севастополя. В частности, была снесена одноэтажная застройка Центрального холма, носившего название «Хребет беззакония», освободив место для зданий в духе классицизма. Одновременно, быстрее, чем в других городах Крыма, росло население Севастополя. По состоянию на 1850 год оно составляло 45046 человек, из них 32692 — нижние воинские чины. Дальнейшее развитие города было предусмотрено генеральным планом 1851 года, но его выполнению помешалаКрымская война.