Численность населения Санкт-Петербурга превышала численность Москвы в двух основных исторических периодах:

С начала основания Санкт-Петербурга (1703 год) до середины XIX века
Санкт-Петербург, основанный Петром I в 1703 году, стал столицей Российской империи в 1712 году. Он развивался как главный политический, культурный и экономический центр страны. В этот период население Петербурга росло быстрее, чем Москвы, так как императорская власть сосредоточила значительные ресурсы на развитии нового города. Москва, потерявшая статус столицы, хотя и оставалась важным городом, уступила Петербургу по численности населения.

Конец XIX века — начало XX века (до революции 1917 года)
В это время Санкт-Петербург снова опережал Москву по численности населения благодаря своему статусу столицы и промышленному развитию. К началу XX века население Санкт-Петербурга превышало население Москвы. Например, в 1914 году в Санкт-Петербурге проживало около 2,2 миллиона человек, а в Москве — около 1,8 миллиона человек.

После революции 1917 года столица была перенесена обратно в Москву, что поспособствовало стремительному росту её населения. С этого момента численность Москвы начала стабильно превышать численность Санкт-Петербурга (с 1924 года — Ленинграда), и такая тенденция сохраняется до сих пор.