В 1734-1743 годах в Красноярске жил и работал немецкий учёный-естествоиспытатель и путешественник Иоганн Георг Гмелин, оставивший интересное описание быта и нравов местных жителей:
«Мы торопились, чтобы ещё днём приехать в город, и через деревни Берёзовку и Лодейку вечером около пяти часов счастливо прибыли в Красноярск. Служивые живут здесь очень хорошо и большей частью зажиточно» — так писал академик про город и его жителей. Тогда была описана кабарга, исследованы Бирюсинская и Овсянская пещеры.
В 1759 году в Красноярске была открыта школа для обучения детей духовенства на латинском языке.
В 1771-1773 годах Красноярск трижды посетил и, в общей сложности, провёл в нём целый год известный российский учёный академик Петер Симон Паллас, обнаруживший в окрестностях города 680-килограммовый обломок метеорита, названный позже Палласово железо или «Красноярском». Здесь Паллас написал две из трёх книг своего труда «Путешествие по Сибири», в который включил подробный естественно-экономический очерк состояния города и уезда. В 1772 году метеорит был отправлен в Петербург.
После сильного пожара 1773 года, оставившего в Красноярске только 30 домов, из Тобольска был прислан сержант геодезии Пётр Моисеев, составивший для города новую линейную планировку петербургского типа. Это стало началом современного Красноярска.
В 1784 году была открыта первая в России уездная публичная библиотека.
Александр Радищев, будучи в Красноярске проездом в в 1791 году, возвращаясь из ссылки, писал: «В правой стороне открывается каменный хребёт, которого видны в иных местах острые и голые концы. В левой стороне берега гористые, наконец, к Красноярску безлесисты и красностью своей показывают изобильную железную руду. Енисей течёт меж гор, оставляя в лощинах к нему прилежащих, места изобильные. Красноярск имеет положение, как некоторые города в Альпах. Правый берег вдоль идёт высок и горы неровные. Левый берег высок же, но поверхность его ровна».
В 1805 году на Караульной горе в память о стоявшей здесь казачьей сторожевой вышке была построена деревянная часовня. В 1819 году было открыто уездное училище с полным курсом начального обучения.
С 1822 года Красноярск — центр образованной Енисейской губернии.
В 1828 году вышел в свет один из первых в Сибири литературно-художественный журнал «Енисейский альманах». В 1834 году был основан городской сад, ныне центральный парк. В 1845 году на Новобазарной площади состоялась закладка крупнейшего в Сибири Кафедрального собора Рождества Пресвятой Богородицы по проекту известнейшего архитектора Константина Тона. В 1846 году была открыта публичная библиотека, существующая по сей день. В 1855 году на Караульной горе вместо деревянной часовни была возведена каменная.
В 1858 году в городе было отмечено первое землетрясение.
В 1861 году была учреждена Енисейская епархия.
Во времена Российской империи город был одним из мест политической ссылки. Восемь декабристов было сослано в Красноярск после подавления восстания 1825 года. С декабря 1860 года по март 1864 года здесь жил и работал организатор петербургского революционного кружка «петрашевцев» М.В. Буташевич-Петрашевский.
В 1863 году было открыто пароходное движение. В городе начала работу телеграфная станция.
В 1889 году был открыт городской общественный музей, была открыта первая в Сибири фельдшерская школа. В 1890 году торжественно открыт отдел Императорского Московского общества сельского хозяйства.
Антон Чехов в путевых очерках «О Сибири» в 1890 году писал: «Если пейзаж в дороге для вас не последнее дело, то, едучи из России в Сибирь, вы проскучаете от Урала до самого Енисея…». «Природа же, которую боготворят инородцы, уважают наши беглые и которая со временем будет служить неисчерпаемым золотым прииском для сибирских поэтов, природа оригинальная, величавая и прекрасная начинается только с Енисея». «На этом берегу Красноярск — самый лучший и красивый из всех сибирских городов, а на том — горы, напомнившие мне о Кавказе, такие же дымчатые, мечтательные».
В 1891 году в Красноярске останавливался наследник русского престола, позже император Николай II. В городе в магазине купца Гадалова появилось электрическое освещение.