Prva faza izgradnje za ondašnje prilike najmodernije glavne pogranične tvrđave u Habsburškoj monarhiji trajala je do 1726. godine, dok je druga faza trajala od 1753. do 1780. godine. Izgrađena na nešto više od 112 hektara površine, sa arsenalom od 400 artiljerijskih oruđa različitog kalibra i sistemom podzemnih minskih galerija predstavljala je najjaču tvrđavu Monarhije i važila je za neosvojivu. Zbog svog strateškog položaja na srednjem toku Dunava dobila je naziv "Gibraltar na Dunavu".
Petrovaradinska tvrđava je mesto na kome je austrijski vojskovođa Eugen Savojski 1716. godine porazio dvostruko brojnije snage otomanskog carstva (120.000) predvođene velikim vezirom Damad Ali-pašom. Početkom Prvog srpskog ustanka iz tvrđave su krišom izneta dva topa koji su prokrijumčareni ustanicima u Beogradskom pašaluku. U vreme bune 1848/49, mađarska vojska je sa tvrđave 12. juna 1849. godine otvorila vatru na kontrarevolucionarnu vojsku koja se nalazila u Novom Sadu. Bombardovanje je izazvalo povlačenje vojske, bežanje stanovništva a grad je ostao skoro potpuno uništen u požaru koji ga je zahvatio.
Tokom dvadesetog veka Tvrđava je prezivela nekoliko kritičnih trenutaka kada je spasena od sigurnog uništenja. Nakon Drugog svetskog rata Tvrđava je stavljena pod zaštitu kao istorijski spomenik i prelazi pod civilnu upravu. Do danas su sačuvani skoro svi objekti koji su sagrađeni tokom XVIII veka, tako da predstavlja jednu od najvećih, najočuvanijih i najlepših primera vojne arhitekture XVIII veka.
Danas je Tvrđava, istorijski kulturni i umetnički centar sa velikim brojem ateljea novosadskih likovnih i primenjenih umetnika. Na tvrđavi su smešteni i Muzej grada Novog Sada, Istorijski arhiv grada novog sada, Akademija umetnosti, Astronomska opservatorija, nekoliko galerija, konjički i streličarski klub, hotel kao i mnogobrojni restorani, kafići, diskoteke.
Festival EXIT, muzički hepening, najveći u Jugoistočoj Evropi, koji se na Petrovaradinskoj tvrđavi održava od 2001. godine, dovodi neke od najpoznatijih muzičara na planeti ali i posetioce sa svih kontinenata. Dnevno Festival poseti oko 50.000 ljudi. Osim čarobne atmosfere koju su osetili svi dosadašnji postioci i učesnici Festivala, Tvrđava pruža i vrhunsku akustiku uz zadivljujuću mogućnost da centri različitih dešavanja budu sasvim blizu jedni drugih bez mešanja zvuka.