После ликвидации Запорожской Сечи российскими войсками по указу Екатерины II, почти вся Кальмиусская паланка, согласно нового российского административного деления, стала Кальмиусским уездом, а Кальмиус - центром уезда.
В 1776 году Кальмиусский уезд начал называться Павловским, поскольку азовский губернатор Чертков, после вступления в свою должность, по указу императрицы Екатерины II, должен был устроить новый город Павловск в честь наследника престола Павла Петровича, однако город он начал основывать только два года спустя.
21 июля 1778 года рядом с существовавшей крепостью он заложил церковь Марии-Магдалины и уже в сентябре 1778 года на картах, составленных канцелярией Черткова, на месте современного Мариуполя был нанесен Павловск. Однако Чертков ничего больше не сделал для строительства города, кроме закладки церкви, которая стала долгостроем и была освящена только в 1791 году.
Вся затея с основанием нового города нужна была для того, чтобы переименовать Кальмиус в Павловск, однако она сыграла и положительную роль, поскольку населенному пункту в устье Кальмиуса государство официально дало статус города, т.е. он стал первым населенным пунктом на территории современной Донецкой области, получивший в 1779 году статус города.
В 1778-80-е годы в Приазовье были переселены крымские греки, для которых первоначально были отведены земли бывшей Самарской паланки.
29 сентября 1779 года князь Потемкин издал ордер об отводе грекам земель на территории бывшей Кальмиусской паланки. В этом же распоряжении грекам предписывалось будущий их город назвать Мариуполь, а в дополнение к ордеру 2 октября 1779 года появилась карта, на которой в устье Кальмиуса вместо Павловска значился Мариуполь – «город Марии».
Но только 24 марта 1780 года содержание ордера было обнародовано канцелярией азовского губернатора, которая, продублировав ордер Потемкина, предписала всем грекам с 1 апреля 1780 года начать переселение на вновь отведенные земли - завершилось переселение в конце июля. Строили свой «новый город» греки на давно обжитом казаками месте, а местные жители были депортированы на земли, ранее предназначавшиеся грекам (ныне Павлоград).
До средины XIX века в Мариуполе развивались в основном кустарные предприятия – кожевенные, салотопные, кузнечные, бондарные, кирпичные и черепичные заводы, оружейные мастерские, ветряные и водяные мельницы, рыбозаводы.
К концу XVIII века город стал значительным торговым центром, в котором ежегодно проводились 4 ярмарки, на которых торговали зерном, скотом, кожами, шерстью, рыбой, вином; через Мариуполь проходили торговые пути чумаков. В 1809 году было открыто портовое управление, главным экспортным товаром была пшеница.
В 1840-е годы в Мариуполь переселилось много русских и украинцев, которых привлекали удобное географическое положение города, плодородные приазовские земли, морские богатства, близкое расположение месторождений полезных ископаемых, крупных промышленных и торговых центров.
Благодаря инвестициям, в конце XIX века Мариуполь становится крупным индустриальным центром - в городе появились трубопрокатный и металлургический заводы, работавшие на донецком угле и керченских железных рудах. В 1882 году была построена железная дорога, соединившая Мариуполь с Донбассом. Новый большой порт, построенный в 1886-89-х годах, который стал вторым по грузообороту на юге страны после Одессы.
Если в 1782 году в Мариуполе проживало 2948 человек, то согласно переписи 1897 года – 31 тыс. человек, накануне Первой мировой войны – 58 тыс. человек, а накануне Второй мировой войны – 241 тыс. человек.
В 1908 году в Мариуполе была построена городская электростанция, в 1910 году в центре города был проложен водопровод, к этому периоду в городе было 15 школ, 4 гимназии, реальное, духовное и техническое училища, частная музыкальная школа, был театр.
