Во-первых, главные укрепления крепости были усилены за счет строительства каменных люнетов и капониров, прикрывающих основные полигоны. Это были добротные сооружения из специального кирпича, чья конструкция позволяла разместить мощную артиллерию, и надежно укрыть гарнизон от неприятельского огня.
Во-вторых, вокруг главного обвода было построено кольцо внешних укреплений. Со стороны Минского форштата были построены два отдельных передовых люнета А и Б с круглыми капонирами-башнями в горже и с обороной рвов напольных и боковых фасов также из капониров. На левом берегу Березины был построен долговременный люнет с водяным рвом, являвшийся зачатком будущего тет-де-пона. За речкой Бобруйкой было построено нагорное укрепление, названное именем прусского короля «Фридрих-Вильгельм». Оно состояло из долговременного, с казематированной обороной рвов люнетам, горжа которого была сомкнута оборонительной стенкой; из двух бастионов с каменными башнями в горжах и с двухэтажным капониром перед теналью; из вынесенного за гласис равелина с казематированными фланками и с земляным редюитом в горже; из двух казематированных люнетов, дающих фланковую оборону прилегающим рвам. Все перечисленные верки укрепления «Фридрих-Вильгельм» обнесены общим гласисом с прикрытым путем; у подошвы левой части гласиса расположен капонир к, в исходящих плацдармах находятся двухэтажные редюиты, служащие вместе с тем батареями и исходными пунктами контрминной системы; в промежутках между этими редюитами расположены казематированные траверсы; на правом фланге гласиса имеется люнет, сообщающийся каменной галереей с мощной каменной батареей, получившей по воле императора Николая I название «Башня Оппермана».
На реке Бобруйке была устроена плотина со шлюзами, что давало возможность наводнять пространство между главной крепостью и укреплением «Фридрих-Вильгельм».
Карл Опперман спроектировал не только крепостные сооружения, но и удобные казармы, дома для офицеров, пороховые погреба, склады и т. д. Общая стоимость работ составляла 3 750 435 рублей.
Строительство крепости по этому проекту продолжалось до 1825 года (хотя отдельные работы велись вплоть до 40-х годов XIX века) и не обходилось порой без курьезов. Так, одна из спроектированных Опперманом оборонительных казарм рухнула в процессе постройки из-за незначительной ошибки в проекте, усугубленной ошибками строителей. К счастью, обошлось без жертв, но дело было расследовано официально. Великий князь Николай Павлович (будущий император Николай I) оштрафовал Оппермана на 958 рублей 48 копеек за «неосторожно» поднесенный им на утверждение проект. Причем и сам великий князь уплатил штраф в 584 рубля 60 копеек за то, что утвердил «неосновательный» проект.
В первой половине XIX века значение Бобруйска как крепости сомнению не подвергалось. Во-первых, другие крепости на западе России только строились (о чем пойдет речь ниже), во-вторых, неспокойная обстановка в русской Польше и на территории бывшего княжества Литовского требовала ощутимого военного присутствия, и, наконец, в-третьих, через крепость прошло Варшавское шоссе — важная магистраль, связывавшая центр России с западными владениями империи.
Однако быстрое развитие во второй половине XIX столетия нарезной артиллерии значительно снизило военные возможности Бобруйской крепости. Для того чтобы она могла эффективно выполнять свои функции, требовалась перестройка центральных укреплений и строительство вокруг крепости пояса фортов. Дело весьма затратное и не простое. К тому же в это время политическая лояльность бывших земель Великого княжества Литовского уже не вызывала сомнений, а западную границу империи прикрыли новые мощные крепости — Новогеоргиевская, Брестская, Иван город, Осовец, Двинск, Ковно.
Значение Бобруйска резко упало, поэтому модернизировать крепость не стали, в 1868 году перевели во второй класс, а в 1886-м и вовсе обратили в крепость-склад. На территории построили множество пакгаузов, складских помещений и т.д. В качестве базы снабжения Бобруйск был очень удобен, так как превратился в транспортный узел — шоссейные дороги связывали его с Могилевом и Брестом, судоходство по Березине — с украинскими губерниями, в 1873 году через город прошла Либаво-Роменская железная дорога, связавшая его с балтийскими портами.
