В XVII веке Тюмень - крепость, обороняющая русские поселения от набегов кочевников. Со второй половины XVII века крупнейший торговый город Сибири. С 1796 года входит в состав Тобольской губернии.

Тюмень - первый русский город в Сибири, поставленный казаками и землепроходцами, шедшими на восток, "за Камень" (Уральские горы). Путь им преграждало могучее Сибирское ханство, образовавшееся в результате распада Золотой Орды в конце XIV - начале XV века. Центром Сибирского ханства сначала было татарское поселение Чинги-Тура. В 1563 году власть в ханстве захватил хан Кучум, который начал совершать разорительные набеги на земли Приуралья, недавно вошелдшие в состав Русского государства. В 1570-е годы борьба с Кучумом вылилась в открытую войну. Для защиты новых земель власти стали вербовать отряды из казаков и иных "охочих" людей. Создал такой отряд и промышленник Строганов, чьи городки особенно страдали от татарских нападений. Возглавил отряд атаман Ермак, начавший поход против Кучума в 1581 году. Отряд был небольшим, чуть более 500 казаков и 300 примкнувших к ним "охочих" людей. Это не помешало ему уже в 1582 году нанести татарам серьёзное поражение. Ермак захватил город Кашлык, столицу Кучума. В Москву Ермак отослал грамоту о присоединении новой территории. Но война ещё продолжалась. В 1585 году Кучум сумел нанести казака чувствительно поражение и вновь занять свою столицу. В битве погиб сам Ермак. Однако русское продвижение на восток было необратимым. Вскоре Кучуму пришлось отступить в степь. Из Москвы в Сибирь для "устроения новых земель" отправились воеводы.

В 1586 году отряд стрельцов под командованием воевод Василия Сукина, Ивана Мясного и письменного головы Данилы Чулкова достигли развалин старинного покинутого татарского города Чинги-Тура. Рядом с ним решили заложить новую крепость. Место для неё выбрали удачно. Обрывистые берега реки Туры и её притока Тюменки создавали естественные оборонительные рубежи. Здесь же проходил Тюменский волок, часть древнего пути из Азии в Европу. Строительство крепости вели поспешно. Сперва вкопали плотно пригнанные друг к другу заострённые брёвна, потом сделали с южной стороны ров, насыпали земляной вал, а затем начали строить церковь, жилые дома, амбары. Рядом с крепостью строился небольшой посад, где жили служилые и просто "охочие" люди. Строительство Тюмени продолжалось несколько лет. По документам известно, что ещё в 1596 году воевода Григорий Долгорукий выплачивал деньги "за городское дело" (строительство). Вставшая на южной границе присоединённой территории Сибири Тюмень имела в первую очередь оборонное значение. Основными её жителями были "дети боярские, стрельцы, пешие и конные казаки", численность которых увеличивалась по мере роста военной опасности. На Тюмень возлагалась защита русских и татарских поселений от набегов степенных кочевников, продолжавшихся до середины XVII века.

Но Тюмень развивалась не только как военный город. В 1596 году последовало царское повеление привлекать в Сибирь для торговли бухарцев, оказывать им "ласковость и никаких пошли с них не брать". В Тюмень начали приходить торговые караваны, здесь селились купцы. Со временем Тюмень стала важным центром на торговом пути в Среднюю Азию, Персию, Китай.

По данным "дозорных книг" в начале XVII века в городе проживало 500 человек, половину которых составляли служилые люди. Под защиту крепостных стен города в течение XVII века прибывало много пашенных крестьян, но независимо от сословной принадлежности и основного рода занятий все жители Тюмени в первой половине века были связаны с земледелием. Развивались ремёсла, на посаде шла бойкая торговля. В базарные дни город заполнялся возами с товарами. Торговали зерном, мукой, овчинами, холстом, китайским шёлком, изделиями из металла и предметами домашнего обихода.

Со второй половины XVII века уже хлебопашество и скотоводство, а ремесло и торговля определяли развитие Тюмени. К середине века сложился и архитектурный облик города. Центром его был кремль, вокруг разрослись посад, слободы, выросли монастыри. Как и все русские деревянные города, Тюмень несколько раз сгорела. Затем город возрождался. Вместо сгоревших построек возникали новые, их число росло. Город постоянно расширял свою территорию, его окружали всё новые слободы. К концу XVII века в Тюмени проживало уже около трёх тысяч человек.

К началу XVIII века Тюмень стала крупным центром ремесла. Ни в одном сибирском городе не была столько ярко выражена промышленная специализация. Уже в то время Тюмень прославилась искусной выделкой кож, производством обуви, мыла, костяных гребней. Очень ценились изделия тюменских кузнецов и литые тюменские дорожные колокольчики. Десятки кузниц обслуживали ямщиков и обозное движение через город. Богатые окрестные леса давали дешёвое сырьё деревообработчикам. Тюмень славилась строившимися здесь речными судами, мебелью, санями и массивными яркими дугами, сундуками, ящиками и всем тем, что обеспечивало транзитную торговлю запада и востока.

С 1709 года Тюмень входила в состав Сибирской губернии, а в 1782 году стала уездным городом Тобольского наместничества. В XVIII веке в Тюмени началось каменное строительство. В 1728 году здесь построили новый мост через речку Тюменку длиной 176 метров, на посаде встали таможня, торговые ряды, шесть приходских церквей. К концу века в городе были возведены Успенская, знаменская, вознесенская, Воскресенская и Спасская церкви. Тогда же появились первые кирпичные постройки гражданского назначения: казённый винный подвал административные и частные здания. В XIX век Тюмень вошла основным центром обрабатывающей промышленности Западной Сибири, ремесленного производства и земледелия. Тюмень стала и главным пересыльным пунктом, через который шли на Тобольк и далее осуждённые на каторгу. сюда из Тобольска перевели единственное административное учреждение в Российской империи, регистрировавшее и распределявшее осуждённых по Сибири, - приказ о ссыльных. Через Тюмень с 1823 по 1889 год прошло около 800 тысяч арестантов, ссыльных и членов их семей. В конце века из отправляли на бражах и пароходах по 13 тысяч ежегодно.

Экономическое значение Тюмени ещё более возросло с открытием речного пароходства. В 1838 году здесь построили и спустили на воду первый в Сибири пароход. Он получил название "Основа", так как на предполагаемое название "Основатель" не хватило места. Первый рейс "Основа" совершил до Тобольска, положив начало судоходству в Сиибири. Расположенная у начала сибирского водного пути, Тюмень стала центром строительства и главной базой парового флота. Судостроительный завод Тюмени активно пополнял сибирское пароходство с новыми судами. По официальным данным за 1913 год из 190 пароходов, ходивших по рекам Сибири, 135 были построены в Тюмени. Грузооборот Тюменского порта в конце XIX века доходил до 230 тысяч тонн в год, а сам порт называли "воротами в Сибирь".

В 1885 году начала действовать железная дорога Екатеринбург-Тюмень, а в 1912 году - Тюмень-Омск. Жежезная дорога ускорила индустриальное развитие. Тюмень остаётся главным поставщиком леса и изделий из древесины и одновременно является крупным центром кожевенной промышленности, включавшей в свою структуру мелкие ремесленные заведения, мануфактуры, фабрики.

К началу XX века в городе было развито судостроение, лесная рыбная, кожевенная промышленность, коврово-ткацкое производство, транспорт. В Тюмени работал Сибирский торговый банк, Городской общественный банк, отделения и филиалы многих крупных российских банков. Тюменское купечество вело обширную торговлю по всей России и за рубежом, преимущественно с Китаем и Персией. В городе насчитывалось 365 торговых лавок, из которых 100 находились в помещении Гостиного двора. Ежегодно в течение месяца с 20 июня здесь проходила ярмарка, одна из крупнейших в Сибири.

В начале XX века внешний облик города оставался почти неизменным. Во время дождливой погоды улицы становились непроезжими, сообщение между частями города нарушалось. Тюмень называли "столицей деревень", а исследователь Сибири Г. Потанин писал, что "жизнь в Тюмени - это театр Островского, импровизированный самой жизнью". Население Тюмени, в основном купцы и мещане, достигало 30 тысяч человек и превзошло по численности население губернского Тобольска. В городе числилось около пяти тысяч жилых домов, 18 церквей, мужской монастырь, 10 учебных заведений. Работали театр, цирк, издавалась "Сибирская торговая газета".