По решению советского правительства в 1938 и 1939 годах начался второй этап строительства укрепрайонов. Пытаясь увеличить плотность укрепрайонов на западной границе, советское правительство в 1938–1939 годах начало строительство еще 8 укрепрайонов: Каменец-Подольского, Изяславского, Островского, Остропольского, Себежского, Слуцкого, Староконстантиновского, Шепетовского. Одновременно продолжалось совершенствование уже построенных укрепрайонов. Росло число огневых сооружений различного типа, усиливались препятствия, росло число минных полей. Для усиления противотанковой обороны в дотах устанавливали артиллерийские орудия, усиливали защитные свойства долговременных сооружений. В них был проведен большой объем работ – забетонировано 1028 сооружений. Их гарнизоны составляли 25 пулеметных батальонов общей численностью 18 тыс. человек.
Укрепленные районы представляли собой линию железобетонных сооружений, рассредоточенных в глубину от одного до двух километров. Основным типом боевого сооружения являлась огневая пулеметная точка. Долговременных сооружений, обеспечивавших неуязвимость гарнизона при попадании 155-мм или 210-мм снарядов, насчитывались единицы. С 1938 года в некоторых из этих укрепленных районов начали устанавливать более мощное вооружение и обновлять внутреннее оборудование. К концу 1939 года план строительства укрепленных районов по старой границе был выполнен на 60 %, и в их системе имелось 1028 забетонированных сооружений.
Строительство укрепленных районов на новой границе было начато 26 июня 1940 года. Всего по новой государственной границе должно было быть построено 20 укрепленных районов. Кроме того, после присоединения Бессарабии и Северной Буковины начались подготовительные работы по строительству еще трех укрепленных районов.
Но отдельные советские военные специалисты вскоре поняли, что надежда только на укрепленные районы в вопросе обороны государства очень слабая. 12 октября 1940 года начальник Главного военно-инженерного управления генерал-майор инженерных войск А.Ф. Хренов представил доклад начальнику Генерального штаба, в котором писал: «Изучение и обследование состояния укрепления наших границ показало, что система военно-инженерной подготовки ТВД недостаточно уяснена как по форме, так и по содержанию, что отсутствует единство взглядов по этому вопросу и в то же время наблюдается шаблонность приемов и форм укрепления границ… Главным же и основным недостатком укрепления наших границ является то, что вооруженная сила нашей страны, полевые войска, остается необеспеченной, а ТВД – неподготовленным для действий полевых войск». При планировании и строительстве укрепленных районов, указывал генерал А.Ф. Хренов, допускалось два крупных недостатка: «1) не учитывалось, против каких сил противника должен сопротивляться укрепленный район; 2) кто, как и чем должен вести бой в укрепленном районе» [12].
В целях устранения этих недостатков Главное инженерное управление предлагало устраивать впереди укрепленных районов предполье, что до 1939 года считалось лишним, и эшелонировать силы и средства обороны в глубину. Эти предложения нашли свое отражение в директиве приграничным округам от 20 февраля 1941 года, которая требовала увеличить глубину укрепленных районов до 30–50 километров. Для этого 12 февраля 1941 года на оборонительное строительство было отпущено в полтора раза больше денежных средств, чем в предыдущем году.
Только после того, как было выявлено сосредоточение группировки гитлеровских войск южнее Полесья, 18 марта 1941 года дополнительные средства были выделены и Киевскому Особому военному округу. При этом нарком обороны 20 марта отдал Военному совету КОВО директиву об усилении темпов строительства и возведении ряда дополнительных узлов обороны. Строительство в Струмиловском и Рава-Русском укрепленных районах было объявлено важнейшим правительственным заданием на 1941 год.