Door de wet van 8 september 1859 kon het defensiesysteem, uitgewerkt door kapitein Alexis Henri Brialmont (1812-1903), gerealiseerd worden. Antwerpen lag toen nog binnen de Spaanse Vesten van 1542 met de Zuidercitadel van 1567. De uitbreiding van 1852-54 bevatte een vooruitgeschoven verdediging in Berchem en Borgerhout, met zeven als veldversterkingen opgevatte, kleine forten. Een uitbreiding van de agglomeratie en de haven was dringend nodig, wat het verdwijnen van de gordel van 1542 veronderstelde. Vóór de uitbreiding van de Antwerpse verdediging lagen op de linkeroever drie gebastioneerde forten, met name Vlaams Hoofd (van 1576, gesloopt tijdens de aanleg van de Antwerpse linkeroever), Isabella (grondgebied Antwerpen, opgericht in 1605 en gesloopt in 1911) en Burcht. De bocht van Kallo op de Beneden-Schelde werd verdedigd door Fort Sint-Marie (gemeente Zwijndrecht, opgericht in 1584), en de forten Lillo (stad Antwerpen, 1759-82) en Liefkenshoek (tegenover Lillo-fort, provincie Oost-Vlaanderen, arrondissement Sint-Niklaas, gemeente Beveren; 1582-1584 en circa 1800) verdedigden de toegang tot Antwerpen.

De Brialmontvesting, gerealiseerd tussen 1860 en 1865, en integraal gebaseerd op de vernieuwende ideeën van markies de Montalembert, bestond uit een polygonale verdedigingsgordel en acht vooruitgeschoven forten op de rechteroever van de Schelde.

De POLYGONALE GORDEL, die op een 2 à 2,5 kilometer van de Spaanse vesten werd opgetrokken, had de vorm van een vierhoek en een omtrek van 11 kilometer. In het noorden vertrok de gordel vanaf de nieuwe Noordercitadel, gelegen bij de Schelde, en liep langs de randgemeenten Berchem en Borgerhout naar de Zuidercitadel van 1567. Het stadsgebied werd er zesmaal groter door.

Op 2,8 tot 4,5 kilometer van deze verdedigingsgordel werden nog op een afstand van circa 2 kilometer van elkaar, ACHT AFZONDERLIJKE FORTEN opgetrokken. De ruimte tussen de forten werd opgevuld door een drietal schansen. De forten, genummerd van 1 tot 8 en met elkaar verbonden door een militaire baan, werden op belangrijke punten geplaatst vanaf Wijnegem (fort 1) in het noorden tot Hoboken (fort 8) aan de Schelde. Fort 4 in Mortsel werd opgericht in de hoek gevormd door de weg naar Lier en de spoorwegen Antwerpen-Brussel en Antwerpen-Lier. Fort 8 in Hoboken stond in voor de verdediging van de Schelde en de forten 2 in Wommelgem, 3 in Borsbeek, 5 in Edegem, 6 en 7 in Wilrijk, zorgden voor de verbinding tussen de strategische forten.

In het noorden kwamen geen forten voor omdat dit gebied door inundatie beschermd werd.

Het arrondissement bezat oorspronkelijk vijf forten: fort 1 in Wijnegem (Turnhoutsebaan), fort 2 in Wommelgem (Fort II-straat), fort 3 in Borsbeek (Frans Beirenslaan 2A), fort 4 in Mortsel (Krijgsbaan) en fort 5 in Edegem (Jacob De Roorestraat). Daarvan blijven nog de forten 2, 4 en 5 goed bewaard, terwijl fort 1 gesloopt werd in 1859 en fort 3 nog slechts enkele gedeelten van het binnenfort, het hoofdfront, de halve caponnières en de ingang bezit.

Ook de versterking op LINKEROEVER werd aangepast. Daar opteerde men voor een concentratie van de verdediging in de bocht van Kallo met het hernieuwen van het fort Sint-Marie te Zwijndrecht in 1859.

De opbouw van de versterkte stelling werd door openbare aanbesteding op 30 november 1859 toegewezen aan de "Compagnie des Matériels de Chemin de Fer", die voor deze grootse werken steenbakkerijen aankocht of oprichtte in Kalmthout, Niel, Bazel en Edegem. Voor de nodige hardsteen zorgde de steengroeve van Feluy, en aangekochte bossen werden gerooid om te voldoen aan de vraag naar hout. Spoorlijnen en kaaien aan de Schelde en het Kempisch kanaal werden aangelegd voor de aanvoer van de bouwmaterialen. Om een idee te geven van de omvang van deze werken kan vermeld worden dat circa 13 miljoen kubieke meter grond werd uitgegraven en circa 1 miljoen kubieke meter bakstenen metselwerk werd opgebouwd door een 13.000 werklieden en militairen.

De polygonale FORTEN 1 tot 8 werden op enkele details na volgens eenzelfde plan opgebouwd; ze zijn nagenoeg trapeziumvormig en zijn omgeven door een brede ringgracht.

Het hoofdfront werd beschermd door de caponnière, een naar de vijand gericht eilandje bestaande uit twee bomvrije flanken en een driehoek waarin een centrale gang verbonden is met de batterijen, opslagplaatsen enzovoort. De caponnière is met het hoofdfront verbonden door een bakstenen brug.

In het hoofdfront, uitkomend op een open ruimte, bracht men verblijven onder voor de soldaten en onderofficieren. De diverse lokalen zijn met elkaar verbonden door een galerij, en een centrale gang leidt naar de caponnière.

Aan beide zijden van het hoofdfront, op de hoeken van het trapezium, liggen de halve caponnières, bestaande uit een gang en batterijen. Het meest indrukwekkende onderdeel van het fort is het binnenfort, gevormd door twee halve cirkels met een centrale binnenkoer. Op de gelijkvloerse en eerste verdieping waren onder meer opslagplaatsen en troepenkamers ondergebracht.

Rond het binnenfort loopt een droge gracht, beschermd door de contrescarp met bakstenen muur en muuropeningen aan de zijde van het binnenfort.

Vanuit de contrescarp leidt links en rechts een gang naar de lage batterijen. Aan de keerzijde is de toegang tot het binnenfort nog voorzien van een poort, voorafgegaan door een ophaalbrug en een vaste brug. Een andere toegang leidt naar het officierenpaviljoen.

De meeste gedeelten zijn bedekt met een laag aarde. Slechts de noodzakelijkste gedeelten zijn vanuit het fort zichtbaar, zoals de keelzijde van het hoofdfront, de halve caponnières, het officierenpaviljoen, de lage batterijen. Het binnenfort is aan beide zijden zichtbaar en de contrescarp enkel aan de zijde van het binnenfort. Tenslotte is de toegang tot het binnenfort ook volledig zichtbaar.

Forten zijn zware bakstenen constructies die overwegend louter functioneel werden gehouden. De gevels van het hoofdfront, de halve caponnières, het officierenpaviljoen en de toegang, zijn meer decoratief opgevat en uitgewerkt in een sobere eclectische stijl met lisenen en boogfriezen. Arduin werd aangewend voor de lijsten, omlijstingen van muuropeningen en schietgaten.

De bouw van de Brialmontvesting ging gepaard met de nodige erfdienstbaarheden, want volgens de wet van 4 februari 1815 mochten geen nieuwe constructies worden opgericht binnen een straal van 585 meter vanaf het buitenste glacis van de versterkingen. Kleine houten woningen konden worden gebouwd, en indien nodig afgebroken. Zo verschenen bijvoorbeeld in Mortsel volledige wijken met houten woningen, en vandaag nog zijn een aantal van deze woningen bewaard (Kapellen, Bernard de Vadderstraat nummer 23 en 25; Mortsel, Lindelei nummer 6-8; Mortsel, Mechelsesteenweg nummer 50-52; Mortsel, Statielei nummer 20; Broechem, Steenweg op 't Fort; Zwijndrecht, Krijgsbaan nummer 110; Zwijndrecht, Vendoorn nummer 4 en 6; Burcht, Kruibeeksesteenwegnummer 110 en 158).

Sommige gebouwen gelegen binnen de zone met erfdienstbaarheden, moesten zonder recht op vergoeding worden gesloopt. Dit leidde tot hevig verzet, niet alleen tegen de erfdienstbaarheden en hun gevolgen maar ook tegen het behoud van de citadellen, die een belemmering vormden voor de uitbreiding van de stad en de haven. Uit dit verzet ontstond de antimilitaristische Meetingpartij die de afbraak eiste van de militaire werken, de afschaffing van de erfdienstbaarheden binnen de stad en een vergoeding voor de erfdienstbaarheden buiten de stad. De partij kon bereiken dat bij wet van 28 maart 1870 de erfdienstbaarheden verminderd werden tot een zone van 250 meter vanaf het buitenste glacis van de versterkingen; de erfdienstbaarheden werden pas in 1949 opgeheven. De Meetingpartij kon tevens bekomen dat de regering in 1868 beloofde de citadellen te zullen slopen. Tenslotte kregen de getroffen eigenaars in 1873 toch een schadevergoeding.