Создание на Урале крупного промышленного производства связано с именем Петра I. По личному указанию царя в конце XVII века в крае начались поиски рудных месторождений. Образцы обнаруженной железной руды апробировали русские и иноземные специалисты, отметив ее высокое качество. После этого Пётр I «указал… в тех местах, где пристойнее и к железным рудам ближе… завод завесть».

На реке Нейве мастера построили плотину, в результате чего образовался обширный водоем — пруд (заводы того времени работали на энергии воды). Затем мастера возвели доменную печь, молотовые фабрики, угольные сараи.

В марте 1702 года Пётр I подписал указ о передаче завода тульскому мастеру Никите Демидовичу Демидову (Антюфееву). Фактическим руководителем предприятия стал его старший сын Акинфий Никитич. В истории Невьянска началась новая, демидовская, эпоха, принесшая ему наибольшую славу.

За несколько лет Невьянский завод превратился в передовое предприятие, железом под маркою «Старый соболь» торговали в России и за границей. Внедрялись технологические новшества: именно в Невьянске была построена первая отечественная домна круглого сечения, а в середине XVIII века действовала «царь-домна» — крупнейшая в мире, дававшая рекордную плавку чугуна. С первых же лет существования завода начался выпуск художественных изделий из чугуна. В соседнем Быньговском заводе была открыта «косная» фабрика, одна из первых в России, выпускавшая серпы и косы. Невьянский завод превратился в настоящую кузницу кадров: на демидовском производстве мастеровые других уральских предприятий постигали сложности профессии.

Население Невьянска в демидовскую эпоху было довольно пестрым. По переписям XVIII века, среди жителей Невьянского завода значились пришлые из Москвы и Тулы, Архангельска и Нижнего Новгорода, с Волги и из вотчины Строгановых. Немалую долю населения составили уроженцы окрестных селений.

В центре завода находились каменная Наклонная башня, деревянные господский дом и церковь Преображения Господня. Окружал заводские фабрики деревянный острог с семью башенками и тремя проезжими воротами. От одних из ворот начиналась дорога, ведущая к Сулемской пристани на реке Чусовой, по которой ежегодно с весенним караваном отправляли заводскую продукцию. За острогом с двух сторон находились деревянные дома мастеровых.

На дальнем плане рисунка на склонах уральских гор виден редкий лесной массив, большая часть которого была вырублена на древесный уголь.