Учреждение Бронзовой экспедиции (как органа управления фабрикой) состоялось 21 декабря 1778 г. на основании утверждённого Екатериной II доклада директора Конторы строения Исаакиевской соборной церкви графа Я. Л. Брюса [5]. К 17 декабря 1778 г. уже было закончено строительство каменного здания бронзовой фабрики на углу 19-й линии Васильевского острова и набережной Невы и начаты работы литейного мастера Василия Мажалова над капителями и базами внутренней колоннады Исаакиевской церкви. 11 апреля 1779 г. первым членом Бронзовой экспедиций был назначен архитектор Александр Плен, 12 лет проработавший на строительстве собора. По инструкции «мастерам художеств» полагалось быть в подчинении первого члена экспедиции «яко в том искусстве сведущему» [6]. «А как главный член имеет еще должность архитекторскую», текущие вопросы деятельности фабрики были в компетенции его помощника. Штат первой русской бронзолитейной фабрики составили скульпторы-литейщики, подготовленные под руководством западных художников в Императорской Академии художеств.
Благодаря государственным заказам и субсидиям императорского двора фабрика быстро окрепла. Кроме формовочных, литейных, чеканных и золотильных работ по Исаакевскому собору, в 1779-1783 гг. были отлиты три барельефа для Ростральной колонны в Царском селе [7], а в 1782 г. Екатерина II распорядилась отпустить фабрике 32 тыс. руб. «на сделание украшений бронзовых для Царскосельского дворца потребных» [8] — в первую очередь речь шла о декоративном убранстве Лионского зала Екатерининского дворца. Тогда же полным ходом продолжалась начатая ещё в 1778 г. «бронзовая работа» в Мраморной галерее Зимнего дворца.
В 1784 г. вместо умершего А. Плена Экспедицию бронзовой фабрики возглавил Ф. Ф. Штенгель. Он поселился с семьёй в семи комнатах на втором этаже дома бронзовой фабрики на 19-й линии Васильевского острова (сохранился список лиц, проживавших в этом доме в 1797 г . [9]) . В первом этаже здесь помещались «русские мастерские» с плавильней и кузницей, а также отливные комнаты «немецких мастерских». В этом доме вплоть до 1798 г. проживали также такие известные художники но металлу как чеканный и позолотный мастер М. Фриз, литейный мастер Иоганн Пигнер, формовальный и лепной мастер Иван Тимофеев и ещё около десяти русских и немецких чеканщиков, медников, полировщиков, позолотчиков, лепщиков и литейщиков. Девять комнат в доме занимала после смерти архитектора Виста его вдова. В комнате №42 помещались модели Исаакиевской церкви [10].
После установки барельефов на Ростральной колонне в августе 1784 г. под руководством Ф. Ф. Штенгеля начались работы по отливке «медной трофеи в Царское село на Крымскую колонну» [11].
В 1786 г. последовал Указ Екатерины II, коим объявлено «...Конторам Придворной, Строений домов и садов, Строения Села Царского и прочих при разных дворцах находящихся, что от сего времени, есть ли где надобны будут по означенным дворцам украшения и вещи, заказываемы были оные на казенной бронзовой фабрике при Конторе Исаакиевской церкви заведенной» [12].
С этого времени фабрикой выполняются крупные государственные заказы по украшению Агатовых комнат, Холодных бань и парадных апартаментов Екатерининского дворца в Царском селе [13]. Из Кабинета Её императорского величества выделялись значительные средства на расширение производства [14]. По указу Екатерины II от 27 июня 1789 г. Бронзовая фабрика получила ежегодное финансирование из сумм Заёмного банка [15].
В начале 90-х гг. 18 в. фабрика принимала участие в переоборудовании Мраморной галереи и ряда парадных залов Зимнего дворца, проводившегося под руководством Д. Кваренги при участии чеканных и позолотных дел мастера Фриза под наблюдением литейного мастера Иоганна Пигнера. [16]
В течение более десяти лет под руководством Ф.Ф. Штенгеля на фабрике выполнялись различные «бронзовые чеканные с позолотой работы казённые, частию по заказу и партикулярные» [17]. Среди них: украшения для «Лионского покоя» в Царском селе; комнатные приборы и стенные шандалы для Московского Екатерининского дворца; канители пилястр, вазы, подсвечники, овальные рамы для зеркал, балясины и «мелкие штуки» для Мраморной галереи Зимнего дворца. Карнизы, головы орлов, арабески, ленты, консоли и другие мелкие бронзовые украшения изготовлялись сотнями штук. Для нанесения позолоты на фабрику с Сестрорецкого завода непрерывно поступали базы и капители дня внутренней колоннады Исаакиевского собора весом по 47 пудов каждая.
Судя по количеству и высокому качеству произведений, создававшихся по эскизам и моделям выдающихся архитекторов и художников своего времени, бронзовая фабрика могла стать колыбелью отечественного бронзолитейного производства, однако судьба распорядилась иначе. Смерть Екатерины II в ноябре 1796 г. стала переломным моментом в истории России. Непосредственным образом отразилась она и на дальнейшей карьере Ф. Ф. Штенгеля.
По указу императора Павла 1 от 26 декабря 1796 г. было остановлено сооружение Исаакиевской соборной церкви «оставя к существованию одну только бронзовую фабрику», которую было приказано причислить к Конторе строения домов и садов [18]. А за четыре дня до этого, 22 декабря 1796 г., императору был представлен доклад «О определении в Контору строения Исаакиевской церкви членом надворного советника (чин надворного советника был получен Штенгелем 31 января 1793 г. — С.К.) Штенгеля...» Решение было следующим: «Повелением Его величества Контора Исаакиевской церкви уничтожается, почему и помещение членов выходит ненужным...» [19]. В сущности, все дальнейшие события были предрешены. С начала 1797 г. фабрика не имела новых заказов, поэтому архитектору В. Бренна было приказано передать для исполнения мастеру М. Фризу «рисунки потребной для Михайловского дворца бронзы» [20]. Одной из последних работ фабрики стал «перелитый для Казанской церкви колокол».
3 сентября 1797 г. император Павел I «... высочайше повелеть соизволил все строения и места бронзовой фабрики на Васильевском острову отдать под казармы Кексгольмскому мушкетерскому полку» [21]. Этот акт вовсе не означал, что придворное ведомство перестало нуждаться в изделиях из бронзы. Честолюбивое стремление Павла I во всём превосходить достижения предшествующего царствования Екатерины II привело к тому, что для украшения Гатчинского и Павловского дворцов и своей новой резиденции — Михайловского замка — он предпочёл более модные изделия европейских мастеров.