Сооружение крепости на месте центра старого города и Брестского замка началось в 1833 году по проекту военноготопографа и инженера Карла Ивановича Оппермана. Первоначально были воздвигнуты временные земляные укрепления, первый камень в основание крепости был заложен 1 июня 1836 года. Основные строительные работы были завершены к 26 апреля 1842 года. Крепость состояла из цитадели и трёх защищавших её укреплений общей площадью 4 км² и протяжённостью главной крепостной линии 6,4 км.
Цитадель, или Центральное укрепление, представляло собой две двухэтажные казармы из красного кирпича 1,8 км в окружности. Цитадель, имевшая стены двухметровой толщины, насчитывала 500 казематов, рассчитанных на 12 тысяч человек. Центральное укрепление находится на острове, образованном Бугом и двумя рукавами Мухавца. С этим островом подъёмными мостами связаны три искусственных острова, образованные Мухавцом и рвами. На них находятся укрепления: Кобринское (ранее Северное, самое большое), с 4-мя куртинами и вынесенными 3-мя равелинами икапонирами; Тереспольское, или Западное, с 4-мя вынесенными люнетами; Волынское, или Южное, с 2-мя куртинами и 2-мя вынесенными равелинами. В бывшем «казематированном редуте» ныне находится Рождество-Богородичный монастырь. Крепость обнесена 10-метровым земляным валом с казематами в нём. Из восьми ворот крепости сохранились пять — Холмские ворота (на юге цитадели), Тереспольские ворота (на юго-западе цитадели), Северные или Александровские (на севере Кобринского укрепления), Северо-западные (на северо-западе Кобринского укрепления) и Южные (на юге Волынского укрепления, Госпитальный остров). До наших дней не сохранились Бригидские ворота (на западе цитадели), Брестские ворота (на севере цитадели) и Восточные ворота (восточная часть Кобринского укрепления).
В 1864—1888 годах по проекту Эдуарда Ивановича Тотлебена крепость была модернизирована. Она была обнесена кольцом фортов в 32 км в окружности, на территории Кобринского укрепления построены Западный и Восточный форты. В 1876 году на территории крепости по проекту архитектора Давида Ивановича Гримма был построен Свято-Николаевский православный храм.
