Am 20. März 1517 erreichte eine Expedition unter Francisco Hernández de Córdoba als erste die Küste vor Campeche. Eine steinerne Stele vor der Iglesia San Francisco sowie ein etwa acht Meter hohes Denkmal an der heutigen Küstenpromenade von Campeche erinnern an den ersten christlichen Gottesdienst auf amerikanischem Festland, der dort am 22. März 1517 von spanischen Soldaten und Geistlichen gefeiert wurde. Doch erst am 4. Oktober 1540 kam es an der Stelle der kleinen Mayasiedlung Kaan Peech („Schlange-Zecke“) zur Gründung der spanischen Siedlung, deren Name sich eindeutig von dem alten Namen ableitet. Campeche wurde bald zum wichtigsten Hafen Yucatáns. Die Wirtschaft der Stadt fußte einerseits auf Viehzucht und Landwirtschaft, andererseits wurden Holz und Salz (im 19. Jahrhundert auch Sisal) ins spanische Mutterland exportiert. Der wachsende Reichtum führte zu ständigen Überfällen britischer und niederländischer Seeräuber. Nach einem besonders schlimmen Überfall im Jahr 1663, bei dem die Stadt praktisch dem Erdboden gleichgemacht wurde, begann man im Jahr 1688 mit Hilfe der spanischen Krone mit dem Bau der Befestigungsanlagen, die heute noch ihre größte Sehenswürdigkeit der Stadt sind. Die Anlage umschloss nach 18-jähriger Bauzeit eine Fläche von rund 40 Blocks. Sie hatte einen sechseckigen Aufbau mit einer Festung an jeder Ecke; ein Teil der Anlage ragte in den Golf von Mexiko hinein. Dank ihrer war Campeche die einzige Stadt, die im Krieg der Kasten nicht von den Maya-Rebellen eingenommen wurde. Die Stadtmauer wurde später weitestgehend abgetragen und zur Pflasterung der Altstadt verwendet; die einzelnen Festungsbauten sind dagegen vollständig erhalten geblieben und beherbergen heute zumeist Museen.