על אף שאדוארד הראשון לא הרבה לשהות בלונדון הוא ביצע שינויים משמעותיים במצודה בין 1275 ל-1285, שעלותם הייתה כ-21,000 לירות שטרלינג (יותר מפעמיים הסכום שהוצא על המצודה לאורך כל שלטונו של הנרי השלישי). אדוארד היה מומחה בבניית טירות, וניצל את ניסיונו בלוחמת מצור במהלך מסעות הצלב על מנת להביא חידושים לבניית הטירות. הטירות שבנה בוויילס (בהן טירת בומריס, טירת קרנארפון, טירת קונווי וטירת הרלך שהוכרזו כאתרי מורשת עולמית) בישרו את תחילת השימוש הנפוץ בחרכי ירי בחומות הטירות ברחבי אירופה, ושאבו את השראתן מהשפעות מזרחיות. במצודה מילא אדוארד את החפיר שנחפר בתקופת הנרי השלישי, ובנה לאורכו קיר מסך (קיר שאינו נושא את משקל הבניין אלא מצפה אותו מבחוץ) חדש, כך שנוצר מתחם סגור חדש. חפיר חדש נחפר לפני קיר הווילון. החלק המערבי של קיר הווילון של הנרי השלישי נבנה מחדש, ומגדל בושאמפ החליף את בית השער הישן של המצודה. כניסה חדשה נבנתה, והפעם היו לה ביצורים טובים יותר עם שני בתי שער וברביקן. אדוארד בנה גם שתי טחנות מים, על מנת שהמצודה תוכל לכלכל את עצמה באופן עצמאי יותר. ב-1278 נכלאו במצודה 600 יהודים, שהואשמו בזיוף מטבעות. שנתיים קודם לכן החלה רדיפת יהודי אנגליה, והיא הגיעה לשיא ב-1290 כאשר אדוארד החליט לגרש את יהודי אנגליה ולאסור על יהודים לגור בתחומי הממלכה.