In 1868 werd met de aanleg van het Offensief eindelijk werk gemaakt van de plannen om de vesting te beschermen tegen het steeds verder dragende geschut door aanleg van een reeks ver in het voorterrein gelegen versterkingen. Zuidelijk van de vesting werd in Bussum het fort Voormeulenweg aangelegd met op enige afstand daarvan twee vleugelwerken. Ook versterkte men de ten zuidwesten van de stad gelegen Batterijen aan de Karnemelksloot. De ruimte tussen de batterijen en het rechter vleugelwerk van het fort Voormeulenweg werd enige jaren later met de aanleg van nog twee aarden verdedigingswerken afgesloten. Zo was ten zuidwesten van de vesting een groot terrein beveiligd. Bij een aanval kon zich hier een deel van het veldleger terugtrekken. Ook kon het in dat geval als uitvalsbasis dienen voor acties tegen de aanvaller.
In 1870 brak oorlog uit tussen Frankrijk en Duitsland. Deze oorlog maakte duidelijk dat de bestaande vestingen niet waren opgewassen tegen de moderne artillerie. De Duitse kanonnen hadden vaak slechts enkele dagen nodig om de Franse vestingen tot overgave te dwingen. Als reactie kwam in Nederland geld beschikbaar om het vestingstelsel te vernieuwen. Meer dan voorheen zou de verdediging worden geconcentreerd op de (Nieuwe) Hollandse Waterlinie. Bewapening en inrichting van de werken in de waterlinie moesten worden herzien, de aardwerken verzwaard, het op te stellen geschut door aarden wallen gedekt. De forten moesten bergplaatsen krijgen voor de kanonnen en veilige onderkomens voor de verdedigers. Vesting Naarden behoorde tot de waterlinie en moest eveneens vernieuwd worden.
In Naarden werd in 1873 met de verbetering van de vesting begonnen. Als eerste werd de versterking aan de kust van de Zuiderzee vernieuwd. Op de plaats van een oude versterking werd een heel nieuw fort gebouwd, het Ronduit, dat door een 200 meter lange aarden wal met de vesting werd verbonden. Fort en verbindingswal werden omgeven door een brede gracht. Ten zuidwesten van de stad werden de Batterijen aan de Karnemelksloot vernieuwd. Daarna werd de vesting zelf aangepakt. Alle bastions werden onder handen genomen. De wallen werden verbreed en verhoogd. Op de wallen werd een groot aantal geschutopstellingen gemaakt. Om te voorzien in de behoefte aan veilig onderkomen werden diverse grote en kleine gebouwen aangelegd. Dit waren wat de militairen noemden bomvrije gebouwen, gemaakt van dik metselwerk, diep verscholen in de wallen van de vesting onder een dekking van metersdik aardewerk. Waar mogelijk werden de voorgevels naar het noordwesten gekeerd, afgewend van de kant vanwaar men de vijand verwachtte.
In de directe nabijheid van de geschutopstellingen op de wallen kwamen munitiemagazijnen, vaak met een schuilplaats voor de bedieningsmanschappen en een bergplaats voor het geschut. De drie (zuid)oostelijke bastions, Katten, Oranje en Promers, die werden geacht het hoofddoel van een mogelijke aanval te zijn, kregen kazernes om de verdedigers onder te brengen. Deze gebouwen bevatten niet alleen onderkomens voor manschappen en officieren, maar ook keukens en magazijnen voor levensmiddelen, buskruit en projectielen. Onder de kazernes werden waterkelders gemaakt waarin het regenwater werd verzameld dat op de gebouwen viel. Zo waren de bastions in staat zelfstandig de verdediging te voeren. Op drie bastions werden kanonkelders voor mortieren aangelegd. De schietgaten hiervan waren geheel ontrokken aan het zicht van een aanvaller. Hier vandaan konden de belangrijkste toegangswegen naar de vesting onder vuur worden genomen. Of, door het afschieten van lichtkogels, verlicht.
In en nabij de noordwestelijke bastions Nieuw Molen en Oud Molen, die minder aan het gevaar van een directe aanval waren blootgesteld, werden enkele kwetsbare algemene voorzieningen ondergebracht, zoals een hospitaal, een laboratorium voor aanmaak van munitie en projectielen, een bakkerij waar in volcontinudienst boord voor de gehele bezetting kon worden gebakken en het militaire commandocentrum met onderkomens voor de leidende officieren van het garnizoen, compleet met telegraafkantoor. De oude 17e-eeuwse kanonkelders en kruitmagazijnen werden gehandhaafd. Wel kreeg een aantal kanonkelders een nieuwe bestemming als manschappenonderkomen.
De laatste werken werden in 1879 voltooid. In zes jaar tijd was de hele vesting vernieuwd. Bij het werk waren honderden aardwerkers, metselaars en timmerlieden betrokken geweest en tientallen schippers met hun schuiten voor de aanvoer van aarde en materiaal. Ook de gevangenen van de militaire strafinrichting die in deze periode in Naarden gevestigd was, waren bij het werk ingeschakeld. Alleen al op de bastions waren 22 nieuwe, zogenaamd bomvrije gebouwen aangelegd, waaronder vier kazernes. Het totale aantal bomvrije gebouwen in de vesting kwam hiermee op 31. Hierin was ruimte voor 1311 manschappen, 69 onderofficieren, 44 officieren, 114 zieken en 12 ziekenoppassers. Alles bijeen konden 1550 man in de bomvrije gebouwen worden ondergebracht.
De nieuwe bomvrije gebouwen waren bedoeld als oorlogsonderkomen. De in de stad gelegen Weeshuiskazerne en het oude garnizoenshospitaal in het voormalige diaconiehuis bleven in gebruik. De nieuwe gebouwen in de wallen waren donker en vochtig. Volgens de medische officier van het garnizoen waren de nieuwe kazernes op Katten, Oranje en Promers daarom ongeschikt voor bewoning. Maar het garnizoen was na de vernieuwing uitgebreid. Vijf nieuwe compagniën moesten worden ondergebracht. Dus werden de soldaten toch in de bomvrije gebouwen gelegerd. Droogstoken en goed ventileren moesten in de bezwaren voorzien.
Vervolg: De invoering van brisantgranaten.