1663. gadā ar cara Alekseja Mihailoviča dekrētu Volgas augstienē sāka celt cietoksni. Mērķis ir aizstāvēt dienvidaustrumu robežas. Tā sākas Penzas vēsture, tāpat kā daudzu citu Krievijas centrālo pilsētu vēsture.
Viduslaiku laikmets
Cietokšņa sākotnējā misija bija aizsardzība pret tatāriem, apkārtējo ciematu iedzīvotāji meklēja patvērumu aiz tā uzticamajām sienām. Iedzīvotāju skaits pieauga, un viesi no Austrumiem sāka ierasties retāk ar plēsonīgiem mērķiem. Sākās jauns, mierīgāks pilsētas dzīves posms. Turklāt tā mainīja savu statusu, 1719. gadā tika izveidota Penzas guberņa, un pilsēta kļuva par tās centru.
1780. gadā Penzas vēsturē tika novērotas nākamās izmaiņas, tagad tā nav provinces centrs, bet galvenā Penzas gubernatora pilsēta. Pēc 16 gadiem tā kļūst par Penzas apgabala un Penzas provinces centru. 18. gadsimta beigās sākās šīs apmetnes kultūras uzplaukuma laiks. 1796. gadā Penzu pasludināja par provinces pilsētu.
Kāpumu un kritumu laikmets
19. gadsimta sākums Penzas vēsturē, īsāk sakot, iezīmējās ar zināmu neveiksmi. Tas notika saistībā ar provinces likvidēšanu 1801. gadā, respektīvi, Penzas atgriešanos apgabala pilsētas statusā. Tiesa, šis periods bija pilnīgi īslaicīgs, province tika atjaunota, Penza ir tās galvaspilsēta, un provinces galvenās pilsētas statuss saglabājās līdz 1928. gadam, līdz padomju valdība iecerēja un īstenoja nākamo administratīvi teritoriālo reformu..
19. gadsimts ir labklājības periods ne tikai Penzai, bet visai Krievijai, rūpniecība aktīvi attīstās, parādās dzelzceļa līnija, dzelzs lietuve, papīra fabrika un hipodroms. Attīstās arī kultūras joma - Penzas iedzīvotāji lepojas, ka viņu pilsētā parādījās pirmais krievu cirks.
Labklājības laikmets turpinās divdesmitā gadsimta sākumā, tad Penzā kopā ar visu Krieviju notiek revolucionāri notikumi, politiskās varas maiņa, kari, kolektivizācija un industrializācija. Pilsētas vēsture nav atdalāma no valsts vēstures.
