Pod vlašću despota Stefana Lazarevića , kao novo središte Srbije, Beograd je ojačan prostranim utvrđenjima Gornjeg i Donjeg grada. U starom kastelu podignut je despotov dvor, a na Savi je dograđeno ratno pristanište. U okviru bedema razvio se napredan srednjovekovni grad. Posle turskog osvajanja 1521. godine, pa sve do kraja 17. veka, Beogradska tvrđava nije značajnije dograđivana.

Novo razdoblje započelo je austrijsko-turskim ratom. Kao ključno utvrđenje u središtu ratnih sukoba tokom 18. veka, Tvrđava je tri puta rekonstruisana. Porušen je stari kastel, a veliki deo srednjovekovnih bedema prekrile su nove fortifikacije. Pod austrijskom okupacijom, 1717-39. godine, posle izgradnje novih modernih utvrđenja, Beogradska tvrđava je predstavljala jedno od najjačih vojnih uporišta u Evropi. Građena je prema projektima generala Nikole Doksata Demoreza, Švajcarca u austrijskoj službi. Igrom sudbine, u svitanje jednog martovskog dana 1738. godine, zbog poraza kod Niša, upravo pred bedemima Tvrđave streljan je njen graditelj. Povratku Turaka u Beograd 1740. godine, prethodila su rušenja svih novopodignutih utvrđenja. Do kraja 18. veka Beogradska tvrđava je dobila konačni oblik. U ratnim razaranjima tokom proteklih decenija porušeni su gotovo svi objekti u Gornjem i Donjem gradu, a bedemi znatno oštećeni.