El rei Carles III, Rei de la Il·lustració es va convertir en pare polític de l'actual San Fernando, i figura de vital transcendència, ja que en 1766 va decretar l'emancipació del territori de la Real Isla de León com a municipi independent de Cadis, naixent la Vila de la Real Isla de León.
La producció Normativa Il·lustrada en San Fernando va tenir dos importants vessants: El Decret de Llibertat d'Impremta i els treballs de redacció de la Constitució Espanyola d'1812. La translació normativa actual del Decret de Llibertat d'Impremta són els principis garantits en l'art. 20 de la Constitució i els treballs en Corts són el bressol del Constitucionalisme Modern d'Europa i Amèrica.
Des de 1769, data de trasllat de totes les dependències de la Marina a San Fernando, la Recerca científica ha sigut una constant en la ciutat, reflectida fonamentalment en el Real Observatori Astronòmic de l'Armada. El magnífic edifici neoclàssic construït en San Fernando en 1798, segons els plànols del Marquès d'Ureña, respon a una idea inicial de l'insigne marí il·lustrat i científic Jorge Juan. Va ser l'observatori més meridional d'Europa, i durant el Segle de les Llums es va guanyar per mèrits propis un merescut prestigi en el context astronòmic europeu, gràcies als importants treballs desenvolupats per personatges il·lustrats com Luis Godin o Vicente Tofiño i al suport tècnic i científic prestat a les expedicions il·lustrades de l'últim terç del segle XVIII. Aquestes expedicions del S. XVIII tenen avui el seu reflex en les expedicions dels Bucs “Hespérides” i “Remolcador Las Palmas” a l'Antàrtida. Durant els seus 250 anys de funcionament, s'han anat afegint a les seues originals tasques astronòmiques, missions tan importants per a l'Armada i per a la ciència espanyola, com són el càlcul de les efemèrides i la publicació de l'Almanac Nàutic, el Curs d'Estudis Superiors, el Dipòsit de Cronòmetres i Instruments de la Marina, les observacions meteorològiques, sísmiques i magnètiques, i la determinació científica de l'hora.
Encara que la construcció naval ja existia en San Fernando, situada en el Real Carenero, és no obstant açò en 1717, quan El Rei Felip V decreta la construcció de l'Arsenal de la Carraca, en terrenys molt propers al nucli urbà civil. Durant el S. XVIII la construcció naval es racionalitza, i l'Arsenal es converteix en un exponents fabrils més importants d'Espanya i sens dubte el major d'Andalusia. És la faceta de la construcció naval la que ha perdurat notablement fins als nostres dies, materialitzada en les drassanes Navantia, emplaçats avui en els terrenys de l'Arsenal de la Carraca.
San Fernando va jugar un paper vital com a sistema defensiu, avui reflectit en el seu Patrimoni Simbòlic. La bateria defensiva de la Punta Pedrera avui és símbol de la primera derrota de l'Armada Napoleònica en aigües de Sant Fernando, en la Poza de Santa Isabel. Juntament amb la resta de bateries defensives la van fer innexpugnable a l'Exèrcit francés. El Real Teatre de les Corts simbolitza avui el naixement del concepte de Sobirania Nacional, i la data 24 de setembre és part de l'escut, símbol de la Ciutat.