Сквер основан в начале 19 века. В 1860 году на территории сквера был установлен монумент Петру I. В годы ВОВ монумент из латуни был вывезен немецкими оккупантами из города, но уже в 1956 году монумент был восстановлен по сохранившимся фотографиям Воронежскими скульпторами. Пьедестал, на котором стоит скульптура Петра I, сохранился с момента установки монумента в 1860 году и выполнен из гранита.
Сквер находится в центре Воронежа, напротив здания управления Юго-восточной железной дороги по проспекту Революции. За сквером в 2006 году был выстроен торговый комплекс "Петровский пассаж" с гостиницей элитного класса. В нескольких минутах ходьбы от сквера расположен основной муниципальный Вокзал Воронеж-1, Первомайский сквер с кафедральным Благовещенским собором (открыт в конце 2009 г.) и детский парк "Орленок".
Сквер получил своё имя в честь российского императора Петра I — основателя регулярного русского военного флота в Воронежском крае.
В 1860 году на территории сквера был установлен Памятник Петру I (скульптор А. Е. Шварц, архитектор А. А. Кюи — по замыслу Д. И. Гримма). Во время Великой Отечественной войны памятник из бронзы был вывезен немецкими оккупантами из города, а в 1956 году монумент был возобновлён скульпторами Н. П. Гавриловым и Г. А. Шульцем по сохранившимся фотографиям. Пьедестал, на котором стоит скульптура Петра I, сохранился с 1860 года, выполнен из розового павловского гранита. Около памятника находятся 5 корабельных орудий.
В 2007 году, в связи с постройкой торгово-развлекательного комплекса была проведена реконструкция сквера.
На данный момент сквер является одним из основных мест встреч влюбленных и молодежи.