Для обеспечения необходимыми стройматериалами в 1867–1868 гг. на эспланаде Кобринского укрепления к северо-западу от Александровских ворот был посажен строевой лес, а в деревне Гершоны вновь построен кирпичный завод, на этот раз казенный.
Ежегодно в ноябре — декабре на стол генерал-инспектора по инженерной части ложился подписанный начальником инженеров Варшавского округа «Генеральный план Брест-Литовской крепости» с отчетом о выполненных и планируемых работах. Крепостная позиция неуклонно усиливалась и усложнялась.
В конце 1860-х гг. севернее крепости проложили железную дорогу Москва — Варшава, насыпь которой образовала мертвую зону перед Кобринским укреплением. Для контроля за этим участком в 1869 г. было начато сооружение передового укрепления «Граф Берг» и крупной земляной батареи. Это был первый форт Брест-Литовской крепости, вынесенный на расстояние 850 метров от главной оборонительной линии. Форт, пятиугольный в плане, состоял из контрэскарповой галереи на напольном и боковых фасах, рва и главного вала, в котором размещались два фланговых капонира, двухэтажная казематированная казарма, соединявшаяся с капонирами аппарелями. В горжевой части находились полукапонир, два пороховых погреба и кухня. Основные строительные работы были завершены в 1872 г. Мощеная дорога связывала форт с Кобринским укреплением через Александровские ворота, которые были переименованы в Белостокские. Тогда же в крепости углубили и расширили рвы, устроили в них капониры, перестроили мосты, северо-восточную часть кольцевой казармы приспособили под паровую мукомольную мельницу.
Крепость в то время имела на вооружении 757 орудий, почти половину составляли нарезные 24-фунтовые и 8-дюймовые пушки и мортиры образца 1867 г. с дальностью стрельбы до 7000 метров.
В 1876 г. в южной части Кобринского укрепления было закончено строительство сводчатой артиллерийской лаборатории с двумя мощными казематами, предназначенными «для варки составов», и «домика фейерверкера» при ней, а на Волынском — «машинного здания» для снабжения водой госпиталя. Архитектурным центром Цитадели стала законченная в 1878 г. гарнизонная Свято-Николаевская церковь. Постройка храма, его роспись, внутреннее убранство, утварь обошлись казне в 300 тысяч золотых червонцев.
До совершенства была доведена водно-инженерная система. Выше и ниже крепостной позиции на Мухавце и Буге устроили шлюзы системы Пуаре. Обводные рвы укреплений отделялись от рек плотинами, в которых были проложены «каменные трубы» с заслонками. Это позволяло регулировать уровень воды в каналах, а при необходимости ее можно было спустить и сделать канал любого укрепления сухопутным. Рядовой Корнелий Гагал, служивший в крепости в конце XIX в., вспоминал, что «воды в канале было вровень с берегом, а рыбы — что листьев на дереве». Рыбу разводили специально на случай длительной осады, ловить ее запрещалось.
1 января 1874 г. в России была введена всеобщая воинская повинность граждан всех сословий, достигших 21 года. Срок определили в 15 лет, из них 6 лет в строю и 9 лет в запасе. Вооруженные силы государства теперь состояли из постоянных войск и ополчения.
Опыт франко-прусской войны подтвердил неэффективность и незащищенность замкнутой крепости-лагеря перед лицом массированных бомбардировок нарезной артиллерии с дистанции 5–8 км. Пример крепости Мец, капитулировавшей вследствие того, что там заперлась 140-тысячная французская армия, заставил прийти к выводу, что «крепость губит армию, которая позволила себя в ней запереть; армия в свою очередь губит крепость, поглощая ее запасы и тем сокращая продолжительность ее существования». С этого момента основой обороны крепостей стали мощные артиллерийские форты, удаленные от центрального укрепления и приспособленные к самостоятельной и долговременной обороне. В 1873 г. было учреждено Особое совещание о стратегическом положении России, которое на основании доклада неутомимого Тотлебена признало необходимым усилить передовыми укреплениями крепости Новогеоргиевск, Иван-город, Александровская цитадель и Брест-Литовск. На заседании Тайного Совета с участием Александра II, состоявшемся 12 марта, эти предложения были приняты.
Главное инженерное управление составило типовые чертежи новых фортов и издало их в виде атласа под заглавием «Нормальные чертежи фортификационных построек». Типовым считался артиллерийский форт, обозначенный в атласе как «укрепление № 2», который представлял собой шестиугольник, окруженный рвом и валом, прикрытыми тремя капонирами. Вал снабжался валгангом для установки орудий, орудийные позиции отгораживались шестью двухэтажными казематированными траверсами. По сути укрепление являлось выдвинутой вперед батареей, в которой практически не предусматривалось наличие пехоты.