Встреча с Петром I изменила жизнь кузнеца Никиты Демидова. То ли царь узнал, что он барону Шафирову немецкий пистолет починил, то ли кузнец подрядился изготовить 300 ружей по западному образцу; то ли и то, и другое… Но качеством демидовские ружья были заграничных не хуже, а стоили дешевле. Так Демидов стал поставщиком оружия для русского войска.
Чтобы увеличить эффективность казённого производства, Пётр I отдал Демидову Верхотурские железные заводы, устроенные на Урале ещё его отцом. К 1720 году демидовский Урал давал 2/3 металла России, из 22 металлургических заводов России 8 принадлежало Демидовым, а предполагаемый годовой доход Никиты Демидова составлял более 100 тысяч рублей.
Между его заводами, старыми и вновь построенными, были проложены дороги для транспортировки продукции, расчищен судоходный путь по реке Чусовой, построены сплавные суда, склады и пристани. Управляющий уральскими казёнными заводами инженер Вильгельм де Геннин, посетивший демидовские заводы в 1722 году, докладывал царю, что заводов «таковых великих и прибыточных во всей России и в Швеции едва найдутся ли».
Демидов умер в ноябре 1725 года, в один год с Петром. Императрица Екатерина I жаловала сыновьям кузнеца потомственное дворянство. В Туле в Николо-Зарецкой церкви сохранилась родовая усыпальница Демидовых, перед церковью установлен памятник кузнецу Никите Демидову.