Необходимость устройства острога в устье реки Оми возникла еще в первые десятилетия XVII века и диктовалась внешнеполитической ситуацией, потребностью в открытии, изучении и эксплуатации неизведанных земель и установлении новых торговых путей. Но идеи расширения восточных границ страны получили воплощение в жизнь только в начале XVIII века, когда по велению царя Петра I началось формирование экспедиций, положивших начало исследованию Сибири.
28 апреля (ст. ст.) 1716 года отважный отряд первопроходцев под командованием подполковника Ивана Дмитриевича Бухгольца численностью 700 человек на 16 дощаниках отплыл вниз по Иртышу. Примерно 4-5 мая 1716 года отряд прибыл к устью Оми, где устроили укрепленный военный лагерь. И. Д. Бухольц сразу оценил стратегическое значение этого пункта как узла для всевозможных начинаний и защиты от нападения кочевников Западной Сибири, а также для хозяйственного освоения степных территорий. Направляя сибирскому генерал-губернатору М. П. Гагарину донесение о присылке подкрепления, он просил разрешения на закладку крепости. Вскоре указ и пополнение в 1300 человек были получены. Руководил строительством крепости, названной по реке - Омской, поручик артиллерии Каландер.
Крепость площадью свыше 4 гектаров, была сооружена на южном берегу реки Оми в 200 метрах от устья, на территории, занимаемой ныне зданием Омского городского совета и сквером между улицами 10 лет Октября и Лермонтова.
В военно-инженерном отношении сооружение отразило практику общерусского оборонного зодчества, вековой опыт возведения городов-крепостей. Строительство военного поселения началось по традиции церковным освящением территории и закладкой фундамента первой церкви.
Крепость состояла из низкого земляного вала правильной пятигранной формы, обнесенного палисадом с бастионами по углам. На валу была установлена оборонительная ограда полутораметровой высоты. Снаружи укрепление окаймлял глубокий ров, вдоль которого стояли рогатки. На мысу возвели «маленький форт простой изгороди» для обстрела переправы противника.
В крепости имелся типовой набор строений. Деревянная церковь, двор командующего, военная канцелярия, государева казна, гауптвахта, казарма дежурного караула, офицерские покои, помещения для осадного времени, военные и провиантские склады, пороховой погреб.
Одновременно с постройкой крепости началось заселение служилыми людьми территории между крепостью и берегом Иртыша. Основную массу служилых людей составляли казаки. Также население крепости состояло из свободных переселенцев, купцов, крестьян и ссыльных.
Дальнейшее строительство крепостного предместья продолжалось с весны 1717 года под руководством майора Аксакова. Возводилось казарменное жилье по обеим сторонам Оми. Сооружался наплавной мост и форт для его защиты. Крепостное предместье «также было обнесено простым палисадом», рвом и рогатками.
Положившая начало большому городу первая Омская крепость просуществовала до начала 70-х годов XVIII века, когда она была заменена новой крепостью, построенной на правой стороне Оми. Первая омская крепость сыграла большую роль в освоении обширного прииртышского края, в освоении новых земель на юго-востоке Западной Сибири, в продвижении русской культуры вглубь степей.