Met de stadsrechten kreeg Arnhem ook de verplichting zich te versterken en in staat van verdediging te brengen.
Waarschijnlijk gebeurde dat aanvankelijk alleen met grachten en een met palissaden versterkte aarden wal.

Pas in de late Middeleeuwen kwam er een hoge stenen muur met 28 torens en vier hoofdpoorten (Rijnpoort, Janspoort, Velperpoort en Sabelspoort).
Die torens hadden bij allerlei gevechten veel te verduren. Toen zij bij gevechten rond 1500 weer zwaar beschadigd waren, zijn ze niet meer herbouwd. Zij waren heel geschikt om er boogschutters op te stellen, maar door de uitvinding van buskruit en het gebruik van kanonnen hadden die geen nut meer. Daarvoor in de plaats kwamen rondelen, eerst bij de Rijnpoort, later ook bij de Sabelspoort en de Janspoort.

Tijdens de Tachtigjarige Oorlog, eind 16e eeuw, heeft Prins Maurits de stad een nieuwe omwalling bezorgd met 12 bastions; deze hadden alle een naam zoals het Slakkegat en de Gelderse toren. Verder lunetten en een hoornwerk daarvoor.
De nieuwe muren kwamen op de plek van de oude, behalve in het zuiden. Daar liet Maurits tussen 1619 en 1623 langs de Rijn het 'Nieuwe Werk' aanleggen met daarin drie bolwerken. De 'Weerdjes' kwam zo binnen de stadswal te liggen. Er waren 5 officiële toegangspoorten, de Velperpoort en de Rijnpoort die beschermd waren door ravelijnen en de Janspoort en de Sabelspoort die beschermd waren door rondelen; daarnaast was er nog in het midden van de nieuwe zuidmuur de Waterpoort die echter al snel weer gesloten werd omdat hij over land nauwelijks bereikbaar was en geen uitvalsweg had.
De stad was nu omgeven door een aarden wal, een dubbele gracht en een binnen- en buitenmuur. Het was een zogenaamde Oud-Nederlandse vesting.
De kaart van Van Geelkercken geeft dit alles goed herkenbaar weer.

Eind 17e eeuw heeft Menno van Coehoorn de vesting Arnhem gerenoveerd en gemoderniseerd en ook uitgebreid. Aan de westkant van de stad heeft hij een retranchement aangelegd met 5 aarden lunetten. Dit was nodig omdat aan die kant van de stad de Roermondsgracht was leeggelopen en de stadsmuur ingestort. Het strekte zich uit van de Janspoort tot aan de Frombergstraat en vandaar naar de Buitensociëteit (Museum Arnhem). Binnen het retranchement kwam een legerplaats.
Zo kreeg de vesting Arnhem zijn grootste omvang, zoals te zien is op deze kaart.

De vestingwerken bestonden toen uit twee kransen van wallen en grachten. Direct om de oude stad lag de hoofdwal met de oudste omwalling bestaande uit bakstenen stadsmuren en poorten en bolwerken (bastions) met daarvoor een binnengracht. Daaromheen (in de gracht) volgde een tweede stervormige krans van ravelijnen en hoornwerken. Verder naar buiten lag de buitengracht. Daaraan grenzend, dus buiten de grachten lag de “bedeckten wegh”/ de bedekte weg, vervolgens een aflopende aarden omwalling, de glacis, en dan het land daarom heen richting Westervoort, Velp en Oosterbeek.

In de jaren tachtig van de 18e eeuw verloor Arnhem de status van vestingstad, vooral omdat de verdediging van het land anders was ingericht met bijv de aanleg van de Grebbelinie rond 1740.
Ook werd de aarden wal steeds meer door de inwoners van Arnhem gebruikt als moestuin. En werden stenen uit de stadsmuren en aarde uit de wallen gehaald. En de gemeente plantte op de wal en ook op de bedekte weg en de glacis bomen en verpachtte het recht om vee te laten grazen op de wallen.
Zo veranderden de vestingwerken in een landbouw- en veeteeltgebied en ook een wandelgebied, voor de stad van groot belang omdat er toen geen openbare parken e.d. waren.

Begin 19e eeuw vroeg de stad Koning Lodewijk Napoleon toestemming de buitenvestingwerken te slopen, met als argument dat men het vrijgekomen terrein wilde gebruiken als weiden en akkers. Die toestemming werd verkregen onder voorwaarde dat ronde de stad wandelingen en plantsoenen moesten worden aangelegd. Voor dat laatste heeft Johann David Zocher sr. een plan gemaakt.
Het stadsbestuur was begonnen met de ontmanteling (de binnenmuren tussen de Velperpoort en de Sabelspoort werden toen al neergehaald) en afbraak van wachthuizen, slagbomen e.d., maar op last van Napoleon moest de stad weer in staat van weerbaarheid worden gebracht.

Na de Franse bezetting is opnieuw toestemming gevraagd om de vesting te mogen opruimen, nu aan koning Willem I. Deze keer met als argument werkverschaffing. Die toestemming werd verkregen in 1817.

Het plan van Zocher werd weer opgepakt, wel aangepast door ing Berijering, zodanig dat er nu langs het plantsoen percelen voor bebouwing konden worden verkocht; het project moest zichzelf met de grondverkopen betalen.

In 1825 en 1827 werden de Janspoort en de Rijnpoort afgebroken. Hierdoor verdween een belangrijke barrière voor de rijksstraatwegen die vanuit het noorden en westen naar de stad liepen. Die waren intussen verhard, ook door gebruik van de stenen uit de stadsmuren (de Utrechtsestraatweg in 1820, de Zutphensestraatweg (Velperweg) in 1820-1821 en de Apeldoornsestraatweg 1821-1825; de Amsterdamsestraatweg tussen 1820 en 1830). Het puin werd in de singels gegooid.

Door een Koninklijk Besluit dat in 1829 werd genomen kwamen alle resterende gronden waarop de wal en de vesting gelegen was, samen met het gebied buiten de vestingwerken in handen van de gemeente Arnhem. In ruil hiervoor kwam de helft van de Beekhuizerwaard in bezit van de staat, hier zou Fort Westervoort gebouwd worden. De gemeente mocht de wallen afbreken indien dat de welvaart van de stad kon bevorderen. Hiermee werd direct begonnen en in 1831 was de Janssingel al gereed. Buiten de voormalige Janspoort kwam een terrein beschikbaar waarop de militaire kazerne gebouwd kon worden, de Willemskazerne.

In 1854 was de ontmanteling van Arnhem als vestingstad voltooid. In dat jaar verdwenen de laatste resten.

In veel andere vestingsteden begon de ontmanteling pas na de Vestingwet van 1874. In die wet was vastgelegd waaruit van toen af de verdediging van Nederland zou bestaan (voorbeelden: de Nieuwe Hollandse Waterlinie, de Grebbelinie, de Stelling van Amsterdam) en ook welke verdedigingswerken overbodig waren geworden (Arnhem en ook Utrecht werden daarin niet genoemd omdat daar de verdedigingswerken al waren ontmanteld).

(waar dat aan de orde is, wordt verwezen naar de letters op onderstaande kaart)

De Sabelspoort is de enige poort waarvan nog een deel (de binnenpoort) is overgebleven.
Aan de zuidzijde van de Sabelspoort geven twee ronde verhogingen de positie van de vroegere buitenpoort weer. Ook is in de bestrating de plaats van het rondeel aangegeven.

De Walburgiskerk stond vroeger met het koor dicht tegen de stadsmuur en later tegen het bastion Spijker Bosje. Toen was er nog geen rond koor. Dat is pas in 1845 gebouwd, dus na de afbraak van het bastion Spijker Bosje.

De hoofdpoort van het complex van de Velperpoort lag waar de Walstraat aan de zuidkant en de Velperpoortlangstraat aan de noordkant uitkomen op de Roggestraat. Op de tekening hiernaast is het hele complex geprojecteerd op de huidige situatie.

Op de plaats van dit bastion is na de afbraak van de verdedigingswallen bij de Velperpoort de Willemskazerne gebouwd. Het militaire complex werd rond 1837 opgeleverd (bouwmeester was de stadsarchitect Anthony Aytink van Falkenstein).

Op de plaats waar het ravelijn Sourevanger was is Musis Sacrum gebouwd.
Bij de vernieuwing van Musis in 2015 is archeologisch onderzoek gedaan. Daarbij zijn geen stenen funderingen van het ravelijn aangetroffen; het bestond vrijwel zeker alleen uit een aardlichaam. Wel is gebleken dat het ravelijn zowel aan de oost- als de westkant omgracht is geweest.

Op de plaats van de Airbornezuil op het talud van de brug aan de Eusebiusbuitensingel was een hoornwerk.
Dit hoornwerk is, zoals hiervoor aangegeven, tijdens de 80-jarige oorlog tegen Spanje aangebracht.
Het is op die plek aangelegd om de weg naar Westervoort te kunnen bestrijken als een vijand via deze weg zou naderen. Hoe verder de vijand op afstand kon worden gehouden, hoe beter dat voor de stad was. Vanuit het hoornwerk kon ook de Sabelspoort worden verdedigd.
Een aanval van de oostkant kon worden bemoeilijkt door het Arnhemse Broek onder water te zetten, zodat dit terrein ontoegankelijk werd. Dat gebeurde door de uitwateringssluis in de Westervoortsedijk (op de kaart aangeduid met de letter Y) te sluiten, of – bij hoog water in de rivier –open te zetten. Deze sluis lag dicht bij de Sabelspoort, zodat vanaf de vestingwerken kon worden verhinderd dat de vijand de inundatie zou belemmeren.

Bij de ontmanteling van de vestingwerken en het opruimen van de buitenwallen is dit hoornwerk niet omgevormd. Daardoor ontstond hier een soort schiereiland in de Lauwersgracht. Daarop zijn drie villa’s gebouwd, tijdens de Slag om Arnhem het woonhuis van Cornelis gravin van Limburg Stirum, de U.L.O.-school van de 'Vereeniging tot oprichting en instandhouding van scholen met den Bijbel voor L.O. en U.L.O. te Arnhem', in de volksmond bekend als 'de rooie school' zo genoemd vanwege de rode bakstenen, en de Van Limburg Stirumschool. (Zie voor meer informatie de site van Oud-Arnhem)

De Lauwersgracht is een deel van de oude stadsgracht. Hij vormde in het verdedigingssysteem de “binnen-singelgracht”. In haar volle omvang was hij ruim drie keer zo groot als nu het geval is.

In het pand van ING aan het Willemsplein, het vroegere Riche, is een deel van de stadsmuur zichtbaar.

De stenen kant van de Jansbeek bij de ingang van de Eusebiuskerk tegenover de grand cafés Dudok en Arnhems Meisje, bestaat uit stenen van de vroegere stadsmuur en overkluizing van de Jansbeek. Deze stenen zijn bovengronds gekomen bij archeologisch onderzoek bij de bouw van Rozet.

De straat is zo genoemd omdat hier het bastion IJskelder (letter I op de kaart) heeft gestaan.

De straat is vernoemd naar de dwingel; in het gebied van de Velperpoort was een dwingel.

De straat draagt de naam van de vroegere 15e-eeuwse Looiersgracht. Door een tunnel onder Velperpoort door was de gracht verbonden met de hoofdgracht. De gracht was feitelijk een aftakking van de St. Jansbeek.
Hij was in gebruik bij de leerlooierijen in de Velperpoortslangstraat.
Hij is gedempt in 1945.

De buitenste verdedigingsring werd omspoeld door een buitensingel. De Rietgracht of Rietebeek was een deel daarvan. De straatnaam Rietgrachtstraat herinnert daaraan.

Het Roermondsplein ligt op de plek van de in 1853 gedempte stadsgracht, de Roermondsgracht. De naam is ontleend aan een huis met een uithangbord 'De Stad Roermond'.

De buitenste verdedigingsring werd omspoeld door een buitensingel. De de loop en de naam van de Singelstraat herinneren daaraan.

De stad had 4 hoofdpoorten die toegang gaven tot de stad. Daarnaast waren er enkele poorten die niet voor algemeen gebruik bedoeld waren. Een daarvan was de Valepoort, een fraaie entree tot de stad speciaal voor de graaf, die zo gemakkelijk de Walburgiskerk kon bereiken.
Rond 1600 is hij uit onvrede door brugers onklaar gemaakt.

Deze aflevering van Verliefd op Arnhem gaat over de Valepoort en de straat met deze naam ¹⁾:
Bij de oude poort van het vaarwel

Dit is een straatje dat langs de stadsmuur, bij voormalige 15e-eeuwse stadspoort 'Velperpoort' liep.

Deze straat liep langs de voormalige stadswal. In de 18e eeuw had deze straat overigens nog geen eigen naam, maar werd aangeduid als “tegenover de wal” of “tegenover de Velperpoortwal”.

De panden aan het Willemsplein (de Fromberghuizen) en het Nieuwe Plein zijn gebouwd op de plaats waar de stadsmren gestaan hebben. Het verloop van de stadsmuren is hierin zo nog steeds te herkennen.

Aan de buitensingels zijn de panden gebouwd op de verkavelde sterpunten van de buitenste bolwerken. Op deze kadastrale kaart van het Spijkerkwartier uit 1832 is dat duidelijk herkenbaar. Zou de loop van de Singelstraat zijn zoals hij is door deze indeling in percelen?

Een Bastion is een vijfhoekige uitbouw van de vestingwal die zorgt voor zicht op de hele muur en van waaruit de tussengelegen delen van de stadsmuur kunnen worden verdedigd.
Op deze schematische weergave zijn bastions aangegeven met de cijfers 1 en 2.

De bedekte weg is een doorlopende weg rondom de buitengracht van een vesting, gedekt door een aarden wal. De bedekte weg liep om de stad heen, behalve bij de Rijn.
Op de bedekte weg werden de troepen verzameld om een uitval te kunnen doen bij een belegering. Ook kon vanaf de bedekte weg het achterliggende gebied verdedigd worden. Daarbij konden de soldaten zich snel verplaatsen om de vijand vanachter de bedekte weg te beschieten.
Op deze doorsnede van vestingwerken (die vanvan Groenlo) is de bedekte weg te zien.

Een courtine is het deel van de vestingmuur of -wal dat tussen twee rondelen of bastions zit (ook wel gordijn). Op de tekening bij het bastion is de courtine te vinden bij nr 9.

Een dwingel is een voor een vesting of burcht gelegen, aan beide zijden ommuurde terreinstrook; ook een omheinde toegangsweg met een gebogen tracé naar een middeleeuwse burcht of vesting. De breedte van de strook is minder dan een boogafstand, de afstand die een pijl kan vliegen.
De Velperpoort had ook een dwingel; zie de tekening hierboven.

Een glacis is het van buiten naar binnen glooiend omhoog lopende terrein om een verdedigingswerk heen. Beschermd door de glooiing en aan het zicht van de aanvaller onttrokken, ligt achter het glacis de bedekte weg.
Als de vijand dichter bij de vesting kwam, moest hij de glacis beklimmen. Vanaf de stadsmuren was hij dan een duidelijk doelwit.
Op de doorsnede van de vestingwerken van Groenlo (zie hierboven) is ook de glacis afgebeeld (maar niet met deze naam aangeduid).

Een hoornwerk is een buitenwerk van de vesting, een vooruitgeschoven verdedigingswerk. Het bestaat uit twee halve bastions, verbonden door een courtine; uit de halve bastions steekt aan weerskanten een lange rechte flank naar de vesting.
Op de tekening is het hoornwerk aangegeven met een 3.

Een lunet is klein verdedigingswerk met 2 schuin naar achter lopende zijden. De term is afgeleid van het Franse lune (maan); de vorm doet aan een halve maan denken.

Een Oud-Nederlandse vesting is een vesting waarbij de wallen en bastions helemaal van aarde waren, omgeven door brede, natte grachten; de flanken van de bastions staan loodrecht op de courtine. Dit stelsel kon de door de vijand afgevuurde kogels smoren.
Deze manier van een vesting bouwen is voornamelijk ontwikkeld door Simon Stevin.
Meer informatie is te vinden op de site Coehoorn.nl

Een ravelijn is een vijfhoekig of driehoekig versterkt eiland dat zich als een vooruitgeschoven verdedigingswerk en omgeven door een extra ravelijnsgracht in de vestingsgracht bevindt (soms is het als een schiereiland aan de vesting vastgebouwd).
Hij bevindt zich halverwege de bastions, vaak voor een toegangspoort van de vesting, soms ook voor de cortine, de muur tussen twee bastions. Op de tekening is linksboven bij 2 een ravelijn te zien.

Een retranchement is een aarden verdedigingswal zonder vaste vorm. Hij kan de vorm aannemen van een losse hoofdwal met bastions.|| (Retranchement is Frans voor beperking, vermindering, verkorting).

Een rondeel is een verzwaarde en verlaagde ongeveer halfronde uitbouw van een vestingmuur. Hij diende om de vestingmuur beter te kunnen verdedigen. Op het rondeel werd daarvoor geschut geplaatst; het is daarom voorzien van schietgaten van waaruit op de aanvallers kon worden geschoten.
Het rondeel is even hoog als de stadsmuur.

Arnhem had tijdens de Tachtigjarige Oorlog de zijde van de Unie van Utrecht gekozen.
Prins Maurits was een Staats veldheer.

Menno van Coehoorn (1641-1704) een belangrijke vestingbouwer, ook in Arnhem. Hij was militair en vestingbouwkundige en fungeerde als derde inspecteur-generaal van de Dienst der Fortificatiën en meester-generaal der artillerie.

In Arnhem-Noord heeft jarenlang een kazerne gestaan die genoemd was naar Menno van Coehoorn. In deze kazerne waren onder andere de regimenten infanterie gelegerd die in de Tweede Wereldoorlog op de Grebbeberg vochten.
Het monumentale hoofdgebouw van de kazerne staat nog steeds aan de Klarendalseweg. Op een deel van het terrein van deze kazerne is in 2000 een nieuwbouwproject met 64 woningen gerealiseerd.