Prace fortyfikacyjne rozpoczęto od zmierzenia długości obwodu miasta, który na początku XVII w. liczył 2500 m. Kolejno rozpoczęto kopanie fos, a z wydobytej ziemi usypano wały kurtyn i bastionów. Fosy miały szerokość kilkunastu metrów i głębokość od 6 do 7 m.
thumb|Stara Brama Lubelska po renowacji (2009)
Już w 1579 roku, jeszcze przed lokacją miasta, postawiono zamek (pozbawiony walorów obronnych, faktycznie stanowił rezydencję pałacową), choć fortalicjum w widłach Łabuńki i Topornicy wymieniane było wcześniej. Następnie zaczęto budować kolejne elementy systemu obronnego: arsenał w 1582 roku, Bramę Lubelską przed 1588 rokiem (wiadomo, że w tym roku ją zamurowano na pamiątkę wprowadzenia przez nią do Zamościa jako jeńca pretendenta do polskiego tronu, arcyksięcia Maksymiliana HabsburgaOtwarto ją pod koniec XVIII w.), Bramę Lwowską w 1599 roku i Szczebrzeską, już po śmierci Moranda, zaprojektowaną przez Błażeja Gocmana i ukończoną w 1603 roku. Całość prac fortyfikacyjnych dokończył dopiero w 1618 roku wybitny artylerzysta i fortyfikator wenecki Andrea dell’Aqua. Pomagali mu w tym Jan Wolff i Jan Jaroszowic.