Det som i flere hundre år skulle komme til å fullstendig dominere Fredrikstad, var befestningen av byen. Fredrikstad festning slik den fremstår idag, stammer i hovedsak fra 1660-årene. Imidlertid ble det allerede under Hannibalsfeiden på 1640-tallet oppført en provisorisk befestningsvoll rundt byen. På samme tid ble det anlagt en liten tømmerskanse på Isegran, og syd i byen skal det ha blitt oppført et blokkhus. Med tapet av Båhuslen i 1658 ble det for alvor aktuelt å befeste Fredrikstad. I 1663 begynte arbeidet med festningsanleggene som skulle beskytte byen og gjøre byen til et viktig militært støttepunkt og depot for den norske hæren. Ledelsen for byggingen av festningsanleggene ble gitt til nederlenderen generalkvartermester Willem Coucheron. Han oppførte dem etter det såkalte gammelnederlandske befestningssystem med lave jordvoller og en bred vollgrav. Dette egnet seg godt på slettelandet ved Glommas utløp. Coucheron arbeidet samtidig med et annet stort festningsprosjekt, på Fredriksten festning i Halden. Utover 1700-tallet var det store planer om å forbedre og bygge ut festningen, men kun mindre arbeider ble gjort i 1730- og 1740-årene. Det var ikke økonomi i Danmark-Norge til å gjennomføre planene.