Im Zuge der Remilitarisierung des Rheinlands zogen 1936 wieder deutsche Soldaten auf den Ehrenbreitstein ein. Von Herbst 1936 bis Juni 1939 nutzte eine Panzerabwehreinheit, die 14. Kompanie des Infanterie-Regiments 80, Landbastion und Hohe Ostfront als Kaserne. Im Zweiten Weltkrieg lagerten in den Kasematten Kunstgüter und Archivbestände aus Koblenz, Köln und Wuppertal. Zufällige Bombentreffer zeigten jedoch, dass die Kasematten keinen ausreichenden Schutz gegen Bomben boten. Als Teil der Luftverteidigung von Koblenz standen seit spätestens 1941 auf der Festung drei Flak-Geschütze (Dächer der Rheinbastion, Contregarde Links und der Niedere Ostfront). Im Felsen unter der Festung, genauer unter dem Helfenstein, entstand 1943 ein Luftschutzbunker, dessen Stollen bis zu 10.000 Menschen aus Ehrenbreitstein und umliegenden Stadtteilen sowie Reisenden vom Bahnhof Ehrenbreitstein Schutz gegen Luftangriffe bieten sollten. Obwohl die Stadt Koblenz durch Luftangriffe zu 87 % zerstört wurde, erlitt die Festung kaum Schäden (lediglich im Bereich der Langen Linie und des Fahnenturms).