С освоением Российской империей Приуралья возникла необходимость в строительстве оборонительных сооружений для защиты от набегов кочевых киргизских племен. Начальник Оренбургского края, видный государственный деятель и дипломат Иван Неплюев лично участвовал в закладке крепости. Для строительства Воздвиженской крепости он выбрал место на Сакмарской пограничной (сторожевой) линии на левом берегу Сакмары в 106 верстах от города Оренбурга. Историк и краевед Александр Моисеев писал, что закладка Воздвиженской крепости состоялась в день Воздвижения креста Господня 14 сентября (27 по новому стилю) 1742 года, почему оно и получило свое название.

Одновременно с крепостью Воздвиженская строились Никитинский и Желтый редуты.

Во время основания крепости здесь поселились Алексеевские казаки, три роты драгун Шешминского полка и солдаты Александровского полка. В 1768 году из Казанского края были присланы ногайские татары. Кроме ногайцев переселялись также татары из населенных пунктов Икского устья.

Основанная как крепость на государственной Оренбургской укрепленной линии, Воздвиженка многие годы несла сторожевую службу на восточных рубежах России. Жившие в Воздвиженской казаки отличались богатым и разнообразным фольклором, высоким уровнем грамотности. Среди устного творчества можно выделить героические сказы восхваляющие подвиги героев во время походов на турок, героев участников борьбы с Хивой. Основные герои – это десять братьев казаков во главе с Гугнарем и их отцом Бурей. Дома имелась традиция ведения библиотек, в основном религиозной литературы. В самой станице и посёлках был сильно развит промысел вязки оренбургских платков ручной работы

Казаки станицы Воздвиженской активно участвовали в Туркестанских походах и линейной службе, что тоже являлось важным критерием для переселения. Тем более что интересы воздвиженцев в этом поддерживали семьи казачьих помещиков Шивцовых и Кравцовых, а также епископ Оренбургский Макарий.

Воздвиженские казаки поддерживали царское правительство во время восстания Пугачева 1773–1775 гг. 4 октября 1773 года отряды Пугачева заняли Пречистенскую крепость и казачий гарнизон крепости Воздвиженской перебрался в более укрепленную Верхнеозерную станицу, где участвовал в её обороне от нападений повстанцев, в частности, в отражении приступов отрядов Емельяна Пугачева и Афанасия Соколова-Хлопуши.

До конца марта 1774 г. в Воздвиженской крепости располагались пугачевские отряды, нападавшие отсюда на близлежащие крепости и редуты Верхнеозерной и Орской дистанций. В апреле ее заняли команды подполковников С.Л. Наумова и И.Л. Тимашева, совершавшие отсюда рейды в охваченные восстанием волости и селения Исетской и Уфимской провинций. С того же времени в крепости обосновался и постоянный ее гарнизон. До глубокой осени 1774 г. в ней находилась крупная маневренная команда из чугуевских казаков, изюмских гусар и егерей, возглавляемая капитаном К. Краевичем.

В апреле в Воздвиженской крепости были расквартированы команды подполковников Степана Наумова и Ивана Тимашева, которые там стояли до поздней осени 1774 г. и совершали рейды в охваченные восстанием волости и селения Исетской и Уфимской провинций.

К концу XVIII века казаки Воздвиженской крепости встали на царскую сторону во время Крестьянской войны 1773-1775 гг. Территорию крепости казачьему гарнизону пришлось покинуть и уже ближе к концу военный действий там обосновался Верхнеозерный гарнизон. В дальнейшем, значение Оренбургской укрепленной линии стало снижаться и вскоре крепость была упразднена и стала обычной казачьей станицей.