Pilsētu 1714. gadā dibinājis Pēteris I ap munīcijas rūpnīcu. Līdz par 1922. gadam Sestroreckā atradās pazīstama ieroču rūpnīca, vēlāk tā tika pārveidota par instrumentu ražotni, bet 2008. gadā rūpnīca pārtrauca ražošanu. 1900. gadā šeit atklāja pirmo sanatoriju. No 1918. līdz 1940. gadam 2 kilometrus uz ziemeļiem no pilsētas bija PSRS robeža ar Somiju, līdz Ziemas kara rezultātā robeža tika pārcelta tālāk uz rietumiem.