Zar Peter der Große gründete 1696 in der Stadt eine Schiffswerft zum Aufbau der Asow-Flotte, der ersten russischen Flotte, die die Eroberung des osmanischen Asow ermöglichen sollte. In der Stadt entstanden neue Produktionsstätten: ein Kanonengusswerk, eine Tuchfabrik, eine Segeltuchfabrik, eine Seilfabrik und eine Lederfabrik. Die neu entstandene Flotte gelangte über die Flüsse Woronesch und Don über 1000 Kilometer flussabwärts ins Asowsche und Schwarze Meer und unterstützte im zweiten der Asowfeldzüge die Eroberung der türkischen Festung Asow. Durch den Schiffsbau erhielt die kleine Siedlung Woronesch plötzlich politische Bedeutung, da Zar Peter häufig in der Stadt weilte, um beim Flottenbau mitzuwirken. Einige diplomatische Vertreter europäischer Staaten ließen sich in Woronesch nieder, und wie in Moskau gab es auch in Woronesch eine deutsche Vorstadt (Sloboda). Diese Phase dauerte aber nur bis 1705 an, als der Umzug des Schiffbaus nach Tawrow vollzogen wurde (etwas flussabwärts am linken Ufer des Woronesch gelegen und bis zur vollständigen Zerstörung durch einen Brand 1744 eigenständige Stadt; heute als "Tawrowo" Stadtteil von Woronesch). Damit endete die Marine-Geschichte von Woronesch und die Stadt verlor zwischenzeitlich erneut an Bedeutung, fungierte dann jedoch ab 1725 als Verwaltungssitz des Gouvernements Woronesch, das aus dem 1708 gegründeten Gouvernement Asow hervorgegangen war.