Im Verlauf des Umbaus der ursprünglichen mittelalterlichen Befestigung sowie des nachfolgenden Ausbaus der Landesfestung Ingolstadt sind insgesamt fünf Hauptphasen zu unterscheiden, welche nachfolgend dargestellt werden. Bemerkenswert ist, dass in Ingolstadt neben der nahezu vollständig erhaltenen mittelalterlichen Stadtumwallung auch die Werke aus den späteren Phasen wenn nicht vollständig, so zumindest in nennenswertem Umfang erhalten sind und so eine lebendige Vorstellung vermitteln, wie die Stadt zur jeweiligen Zeit durch die Festungswerke geprägt war. Nachdem die in der Nachkriegszeit vertretene These, dass die verbliebenen Festungswerke aus dem Stadtbild getilgt werden sollten, fallengelassen wurde und seitdem besonders die klassizistischen Festungswerke restauriert und neuen Nutzungen zugeführt wurden, bleibt zu hoffen, dass diese Aufmerksamkeit den Vorwerken und verbliebenen Ruinen der späteren Phasen ebenfalls zuteil wird.

Bereits wenige Jahre, nachdem die Festung unter Napoleon geschleift worden war, begann der Neuaufbau der sogenannten klassizistischen Festungsanlage 1828–1849 zunächst durch Michael von Streiter (1773–1838) in Zusammenarbeit mit Leo von Klenze, später durch Peter von Becker (1778–1848).

Durch Gelder, die die Militärersparungskommission im Militäretat eingespart hatte, sah sich Ludwig I. 1826 in der Lage, die 1801 von den Franzosen zerstörten Festungswerke wieder zu errichten.

Ludwig I. bestimmte gegen die Festungsbaukommission, die Regensburg favorisierte, wie auch gegen den Oberbefehlshaber Wrede, der Germersheim favorisierte, Ingolstadt als Standort der neuen königlich-bayerischen Hauptlandesfestung. Die Beschlüsse und Durchführung der Arbeiten wurden über die Köpfe Wredes und des Kriegsministers Mailots hinweg begonnen. Die Entscheidung war nicht unvernünftig, da Ingolstadt nunmehr fast in der geographischen Mitte des neuen Königreiches lag und überdies sowohl von französischer, als auch österreichischer Seite mit einem Angriff zu rechnen war.

Die Arbeiten begannen 1828 mit der Grundsteinlegung am Brückenkopf für das Reduit Tilly. Am Bau der Festung waren zeitweise bis zu 7.000 Arbeiter beschäftigt. Dies vor dem Hintergrund, dass nach dem Schleifen der Festung und dem Weggang der Universität 1800 im Jahre 1818 gerade einmal 4.400 Menschen in Ingolstadt lebten. 1846 betrug die Einwohnerzahl, gewachsen durch den wirtschaftlichen Aufschwung aufgrund der Arbeiten an den Festungsanlagen, bereits über 13.000. Schon 1849 konnte die Verteidigungsfähigkeit der Festung gemeldet werden. Bis 1855 wurden rund 23 Millionen Gulden verbaut, was die Festung zum teuersten Bauprojekt der Regierungszeit Ludwigs I. machte. Die Bauten der Festung am Brückenkopf folgten dem circularen Entwurf Streiters, auf der nördlichen Donauseite kam das Polygonalsystem Beckers zur Ausführung, wobei die südöstliche Flanke nur mit unregelmäßigen Fronten (entlang der Befestigungsreste vor 1800), die Teile nördlich der Schutter als regelmäßige Fronten ausgeführt wurden.