For å bedre kunne stå imot sterkere beleiringsartilleri, begynte man i 1681 å planlegge en utbygging av Vinger skanse til festning. Johan Caspar de Cicignon var først ute, men hans utkast var for dyrt og omfattende. Anthony Coucheron fikk derfor i oppgave å utarbeide en ny plan, som ble godkjent av kong Christian V 8. oktober 1681. Festningen ble bygget med en uregelmessig stjerneform. I januar 1683 bestemte Gustav Wilhelm von Wedel at festningen skulle kalles Kongens Vinger (Königs Winger), noe som senere ble trukket sammen til Kongsvinger. Festningen ble i hovedsak ansett som ferdig i 1684, selv om byggearbeidene fortsatte noen år til. Christian V besøkte festningen i 1685 under en reise i Norge.