La ville a été fondée par John C. Williams de Détroit, qui a acquis des terres ici en 1876, et par Peter Dementiev, qui a construit une gare en 1888. Saint-Pétersbourg a été officiellement enregistrée le 29 février 1892, et sa population était alors d'environ 300 personnes. Le nom de la ville a été donné en l'honneur de Saint-Pétersbourg, la ville natale de Dementiev et la capitale de l'Empire russe. Selon une légende locale, Williams et Dementiev ont tiré à la courte paille pour décider qui d'entre eux nommerait la ville. Le gagnant, Peter Dementiev, a choisi le nom en l'honneur de Saint-Pétersbourg, tandis que Williams a nommé le premier hôtel en l'honneur de Détroit, sa ville natale. Cet hôtel, "Détroit", existe toujours dans le quartier des affaires de la ville et est maintenant un condominium.

Les chercheurs américains décrivent les incroyables difficultés rencontrées lors de la construction de la ligne de chemin de fer. Tous les matériaux et produits devaient être transportés de loin, défricher le terrain, construire des ponts et traverser des jungles remplies d'alligators, de serpents venimeux et de moustiques. En raison de cela, surtout pendant la saison des pluies tropicales, les ouvriers tombaient malades de la fièvre jaune tropicale. Les difficultés financières n'ont pas non plus épargné : il manquait d'argent pour rembourser les créanciers et payer les salaires des ouvriers. À un moment critique, une foule en colère d'ouvriers a même voulu lyncher Dementiev. Ses partenaires lui ont proposé d'arrêter la construction et d'abandonner le projet de chemin de fer jusqu'à la baie de Tampa, comme l'affirment les "Notes du Groupe académique russe aux États-Unis", qui décrivent l'histoire de Dementiev. Malgré toutes ces difficultés, Dementiev a réalisé son rêve en achevant la construction : le 8 juillet 1888, le premier train est arrivé par la ligne de chemin de fer de Sanford à Saint-Pétersbourg, longue de 150 miles.

Aujourd'hui, c'est une ville moderne et bien aménagée avec une population d'environ un quart de million d'habitants. Elle est appelée la Ville ensoleillée, car il fait beau à Saint-Pétersbourg environ 360 jours par an. Grâce à cela, elle est populaire parmi les touristes, en particulier ceux des États du Nord au climat froid.