Первые пять заводов на Урале были построены казной. Но Невьянский завод оставался казенным всего только один год. Н. Демидов, который одним из первых проверял качество уральской руды и восхищался ее высокими достоинствами, сразу же попросил Петра дать ему разрешение лить пушки на Невьянском заводе. А так как Демидов действительно показал себя действительно прекрасным специалистом и организатором, Петр уже в 1702 году передает ему завод вместе с обширной территорией с радиусом 30 верст вокруг завода. Впрочем, Петр, который, конечно, лучшим специалистом в любом деле считал именно себя, дал Демидову подробные указания, каким образом нести заводское хозяйство.
В частности, в его инструкции содержится указание вырубать лес вокруг завода не полностью, а по секторам, "чтоб то место запустя — опять заросло". Этот метод сохранения экономического равновесия и сбережения лесных ресурсов был положен в основу всего дальнейшего заводского лесопользования на Урале.
Поскольку Уральские заводы строились для удовлетворения военных потребностей в условиях Северной войны, то основная часть их продукции имела первоначально военное назначение. Здесь готовились пушки, ядра, гранаты, бомбы, а железо разных сортов направлялось на заводы Центра для изготовления других видов оружия. В 1701 году по всей стране удалось изготовить около 300 артиллерийских орудий, в 1702 году один Каменский завод приготовил 182 орудия, а в 1703 году — 572. Со следующего года производство пушек резко сокращается по двум причинам. Во-первых, вооруженные силы страны были в основном уже обеспечены артиллерией, а таких потерь, как под Нарвой, когда противник захватил почти всю русскую артиллерию, больше не предвиделось. Во-вторых, уже в 1704 году уральские пушки были названы "ненадежными".
На заводах Центра пушки изготовлялись лучше, чем на Урале, хоть и из уральского же металла. С 1705 по 1725 год новых заводов на Урале не строилось, если не считать "ручных", т. е. не вододействующих. Перерыв в строительстве официально объяснялся тем, что потребности государства в металле удовлетворялись продукцией построенных заводов. С 1716 года строительство возобновляется, но теперь заводы строит в основном Демидов. В период с 1716 по 1725 год начали действовать 6 демидовских заводов, самый крупный и знаменитый из которых, Нижне-Тагильский, был закончен в 1725 году. Казна же за это время построила только один завод черной металлургии — Екатеринбургский, в 1724 году. Правда, этот завод тоже стал крупнейшим и лучшим из казенных заводов, а потом и столицей горнозаводского Урала. Следует заметить, впрочем, что в том же 1724 году вошло в строй пять казенных медеплавильных заводов. Всего, таким образом, за первую четверть XVIII века, т. е. за время царствования Петра, на Урале было построено 6 заводов казной и 6 — Демидовым. Но так как один из построенных казной заводов, Невьянский, был тоже передан Демидову, то в 1725 году Демидову принадлежало 7 железоделательных заводов, а казне — только 5. В 1725 году демидовские заводы выплавляли на Урале 369,2 тыс. п. чугуна, казенные — 2 14,2 тыс. п. Урал в целом в этом году дал 583 тыс. п. чугуна из 1205 тыс. п. общероссийской выплавки, т. е. 48%. До начала XVII века в России не существовало единого государственного органа, ведающего горными заводами. В 1700 году Петр создает первый такой орган — Рудокопный приказ. Однако это было лишь полумерой: Рудокопный приказ контролировал лишь поиски и добычу руды, а заводы, перерабатывающие эту руду, оставались по-прежнему в ведении разных органов.
