Ставропольская крепость была заложена 22 октября (4 ноября по новому стилю) 1777 г. в день праздника Казанской иконы Божьей Матери (позже эта икона станет Небесной Заступницей и Покровительницей города).
При строительстве крепости в первую очередь устраивались крепостные валы и рвы по всему периметру. Причём, как видно из планов крепости, вал охватывал весь периметр, а ров был устроен с южной, юго-восточной, восточной и северо-восточной сторон. С северной обрывистой стороны крепости рва не было (примерно между домами № 20 по Ставропольской улице и № 36 по улице Клары Цеткин).
В России земляные валы, усиленные деревянными стенами, существо-вали всё время. На Западе они были сменены каменными стенами, но с появлением и развитием артиллерии каменные стены стали бесполезными, а с конца XV века произошел постепенный переход от каменных стен обратно к земляным валам. В наставлениях по полевой фортификации приводись подробные описания крепостных оборонительных объектов, существовали и типовые проекты крепостей. На месте строительства такой проект видоизменялся в соответствии с окружающим рельефом местности.
Валы и рвы возводились одновременно: вынимался грунт из будущего рва и укладывался рядом с внутренней стороной, формируя будущий вал. В наставлениях по полевой фортификации для предотвращения осыпания валы полагалось укреплять камнем или дёрном. В Ставропольской крепости использовался дёрн, пласты крепили деревянными шпильками.
Каждый элемент рельефа, а также каждая из горизонтальных, вертикальных и наклонных плоскостей системы «вал – ров» имели собственное название:

Вал состоял из двух частей – бруствера и валганга.
Бруствер (от немецкого Brustwehr – грудная защита, Brust – грудь, Wehr – защита) – насыпь в фортификационном сооружении, предназначенная для удобной стрельбы, защиты от пуль и снарядов, а также для укрытия от наблюдения противника.
Валганг (от немецкого Wallgang – боевой ход, Wall – вал, насыпь, и gehen – ходить) – земляной уступ, защищённый бруствером. Вместо валганга в русской полевой фортификации чаще употреблялись раскат и банкет.
Раскат – утрамбованная земляная насыпь или помост для установки пушек.
Банкет – ступенька или насыпь для стрелка под крепостным валом. Банкет должен быть ниже гребня бруствера на грудную высоту, принимаемую в 2 аршина (чуть более 140 сантиметров), так чтобы стоящему на банке-те стрелку внутренний гребень бруствера (линия огня) приходился на высоте груди.
Высота крепостного вала в Ставропольской крепости составляла 6 фу-тов (примерно 183 сантиметра), соответственно высота банкета была около 40 сантиметров. На 1809 г. имелось также восемь стационарно обустроенных мест для орудий: раскатов и эстакад. Сектора обстрела были ориентированы на восток, юго-восток, юг и юго-запад от крепости. При необходимости огонь можно было вести практически из любой точки крепостного периметра.
Командование – превышение бруствера над дневной поверхностью (окружающей местностью).
Ров – препятствие, возводившееся перед стенами или валами укрепленных пунктов как долговременного, так и полевого характера.
Рвы в Ставропольской крепости были сухие, то есть водой не наполнялись. Предписывалось своевременно очищать вал от оползней, подправлять эскарп, контрэскарп, очищать берму и прикрытый путь, окашивать склоны рва. А вот рвать травяной покров с корнем запрещалось. Корни хорошо укрепляли склоны.
Эскарп – наклонная стена рва, ближняя к валу.
Контрэскарп – наклонная стена рва, дальняя от вала.
Берма – узкий горизонтальный уступ или нетронутая узкая полоса земли между рвом и насыпью, предохраняющая от осыпания насыпи в ров.
Прикрытый путь – горизонтальная площадка между контрэскарпом и гласисом для размещения войск и производства вылазок (внезапных нападений на осаждающих крепость).
Гласис (от латинского glatia – покатость, гладкая длинная отлогость) – пологая насыпь, возводившаяся перед рвом впереди прикрытого пути, которая облегчала обстрел местности впереди главного вала. Дополнительная функция гласиса – защита гарнизона крепости (значительная часть выстрелов попадала в гласис). Гласис так же был элементом маскировки, с определённого расстояния он сливался с гребнем бруствера в одну линию. Создавалась иллюзия незащищённости крепости, либо вообще её отсутствие.

В 1991 г. Ставропольским краеведческим музеем на Крепостной горе проводились раскопки, и был вскрыт участок крепостного рва. Он за ненадобностью был засыпан во время строительства собора в сороковых годах XIX в. Благодаря исследованиям удалось установить картину того, как был срыт вал и засыпан ров. Ширина рва составляла более 4-х метров, глубина – более 2-х метров.

Путешественник, проезжавший через Ставрополь в 1854 г., записал: «Крепость, построенная в 1777 году на горе... сохранила почти прежний свой вид и название до настоящего времени. В некоторых из ее зданий... заметны еще следы амбразур. А назад тому несколько лет, до сооружения Казанского собора и преобразований около него сделанных, легко было заметить следы вала. Но теперь все это сглажено и не напомнит нам ничего о существовании укрепленного места».