Am 1. Februar 1808 überschritten russische Truppen im Rahmen des Russisch-Schwedischen Krieges die Grenze zu Finnland. Durch den darauf erfolgenden Frieden von Fredrikshamn am 17. September 1809, fielen die ehemals schwedischen Gebiete Finnland und Åland Russland zu. Bedingt durch diese Umstände, nahm die strategische Bedeutung der Festung Vaxholm wieder deutlich zu. Im Jahr 1833 begann man mit einem vollständigen Umbau der Festung, welcher ihr auch das heutige Aussehen verlieh. Verantwortlich für den Umbau war der schwedische Offizier Carl Fredrik Meijer. Die alte Befestigungsanlage inklusive des Turms wurden im Jahr 1833 vollständig abgerissen. Anstelle dieser, wurde nun eine vollständig neue Anlage errichtet. Diese war nach einem damals sehr modernen System konzipiert, welches durch die Ideen der französischen Ingenieure Marc René Montalbert (1714 bis 1800) und Lazare Carnot (1753 bis 1823) inspiriert war. Als weiterer Ideengeber fungierte die Festung Karlsborg. Zentral an diesem Befestigungssystem waren der Turm und Bauten mit mehreren Etagen sowie Kanonen, die in beschusssicheren Kasematten aufgestellt waren. Das Mauerwerk der Festung war 2,20 Meter dick und der zentrale Turm, welcher über fünf Etagen verfügte, war in die so genannte nördliche Linie eingebaut, welche aus länglichen Gebäuden bestand. Diese dienten der etwa 1.200 Mann starken Besatzung als Kasernen. Der neuklassizistische Stil des Wehrturms erinnerte sehr an die Arbeiten Meijers an der Festung Karlsborg. Vor und an der Seite des Turms befanden sich Außenanlagen, Donjons und Kaponnieren. Ein Teil der Verteidigungsanlagen waren als Redoute ausgeführt, ähnlich wie bei der nordwestlichen Festung auf der Insel Rindö.