В состав Русского государства территория Екатеринбурга была включена в 1672 году. На этот год приходится основание деревни Шарташ. В XVII веке постоянного населения практически не имела данная территория. Основная часть местных жителей имело вогульское (Уктус, Пышма, Исеть) или тюркоязычное (Арамиль, Шарташ) происхождение.
Только в конце семнадцатого века на территории нынешнего Екатеринбурга появились первые селения русских. К ним относятся старообрядческая деревня в районе Шарташа 1672 года, селения Верхний и Нижний Уктус 1680 года. А.А. Виниус, начальник Сибирского приказа, в 1702 году около Нижнего Уктуса построил железоделательный завод. Это был первый завод на территории города. Для этого предприятия также основали меховой, деготный, два угольных амбара, мельницу, толчею, кузницу, 4 молота, 2 доменные печи, плотину. В 1704 году возвели Шувакишский завод по производству железа.
В XVIII веке на Урале обострились отношения с башкирами. В 1709 году башкиры разорили село Верхний Уктус, они уничтожили часовню, церковь и другие деревянные постройки. Жители села нашли прибежище в укреплении завода Уктусского.
В 1720 году направлена на Урал делегация во главе с Василием Татищевым, государственным деятелем, и Иоганном Блиером, горным специалистом. На них возлагали задачи по выявлению причин сокращения и развала производства в казенных заводах, а также управление горнозаводской отраслью. В декабре специалисты прибывают на Уктусский завод. Ознакомившись с результатами деятельности завода, Татищев пришел к выводу, что необходимо строить новый крупный завод.