Im 17. Jahrhundert entwickelte sich Brjansk zu einer wichtigen Festungs- und Handelsstadt mit jährlich stattfindenden großen Jahrmärkten. Seit 1709 gehörte Brjansk zum Gouvernement Kiew, ab 1778 zu Orlov. Mit einem Dekret des Zaren Peters des Großen wurde die erste Schiffswerft für den Bau der Schwarzmeerflotte gegründet. Die Kriege gegen das Osmanische Reich mit den Asowfeldzügen und gegen Schweden im Großen Nordischen Krieg brachten einen erneuten Aufschwung für Brjansk. 1788 wurde eine Waffenfabrik für Artillerie eröffnet. Napoleon Bonaparte versuchte 1812 mehrmals, die strategisch wichtige Stadt zu erobern, scheiterte aber. Im 19. Jahrhundert entwickelte sich Brjansk zu einem Industriezentrum mit Schienenwalz- und Eisenhüttenwerken, Maschinenbau sowie Textilfabriken und Seilereien.