Строительство Нагорного укрепления за р. Бобруйской было запланировано Генеральным планом 1810 г. Укрепление должно было прикрыть подходы к крепости с запада. Ещё в октябре 1810 г. генерал-майор Опперман писал руководителю работ в крепости Фалькерзаму о необходимости постройки «нагорного реданта». Но реализовать задуманное до войны 1812 г. не удалось. Генеральный план строительства Бобруйской крепости 1819 г. предусматривал строительство отдельного сильного укрепления на возвышенности за р. Бобруйской. В основу плана Нагорного укрепления положили систему наполеоновского военного инженера Шасселу-де-Лоба. Она основывалась на следующих принципах:

• придание всем элементам укрепления способности к сильной самостоятельной обороне;
• сооружение казематов в тех местах укрепления, которые недоступны артиллерийскому огню противника;
• вынос равелина за гласис и превращение его в самостоятельный элемент обороны.

Капонир у правого плечного угла 1-го бастиона имеет пятиугольную форму. Его горжа смыкалась оборонительной стеной с арочным проходом во внутренний двор в центре. По обе стороны от него стену прорезали бойницы.
Капонир у левого плечного угла 2-го бастиона был больших размеров и имел некоторые конструктивные особенности. Он также был одноэтажным,
но поднят на земляной платформе. За счет этого капонир был выше гласиса на 3,4 метра, что позволяло из фасовых казематов обстреливать крылья гласиса. Капонир имел пятиугольную форму, горжа замыкалась оборонительной стеной с входными воротами в центре. В фасах капонира были оборудованы по четыре стрелковых каземата с четырьмя бойницами в каждом, на фланках – по два артиллерийских каземата. Контрэскарп напротив него был усилен кирпичной стеной.
Промежуток между бастионами закрыли теналью. Теналь – оборонительное сооружение в виде входящего угла, обращенное к противнику двумя симметричными остроугольными выступами. Теналь Нагорного укрепления была каменно-земляной: боковые и тыльная стены выложены из кирпича, а внутренняя часть заполнялась землёй. Фронтальная сторона тенали продолжает линии, образованные фасами бастионов. Её боковые стены шли параллельно бастионным фланкам, образуя проход для войск. С фронта теналь имела бруствер, защищавший стрелковую позицию (для размещения артиллерии теналь была узкой). Высота тенали позволяла защитить фланки бастионов от артиллерии противника. На плане крепости 1844 г. видно, что в тыльной части тенали оборудованы две аппарели. Перенос равелина за гласис ослабил оборону главного рва и фронтальных обвалов бастионных фронтов. Поэтому в главном рве укрепления между бастионами расположили центральный капонир (или по Шасселу – центральный редюит). Он усиливал оборону промежутка между
бастионными фронтами, защищал главный ров, а также пушечным огнем по обвалам мог поражать противника, атакующего бастионный фронт.
Оборонительные горжевые башни и капониры Нагорного укрепления были построены к 1823 г. В укреплении Фридрих Вильгельм казармы не строились. Поэтому для размещения солдат и крепостных арестантов приспосабливали казематированные сооружения.
Бастионный фронт прикрывался главным рвом и внутренним гласисом с прикрытым путем и двумя плацдармами, расположенными на флангах центрального капонира. С главным рвом они соединялись аппарелями. В центре внутреннего гласиса был проделан проход с прикрытого пути в передовую часть укрепления. Фланги центрального редюита защищались от контрбатарей противника редюитами исходящих плацдармов. Передовой равелин по системе Шасселу-де-Лобавынесли за бастионный гласис и сделали его самостоятельным участком обороны – передовым укреплением. Равелин – треугольный земляной вал, обращенный вершиной угла к противнику.
В горже равелина располагался земляной редюит в форме люнета.
Оборона флангов равелина усиливалась двумя одноэтажными капонирами, расположенными во входящих углах внешнего гласиса. В плане они имели пятиугольную форму. Все перечисленные верки укрепления Фридрих Вильгельм были обнесены общим гласисом с тремя исходящими плацдармами и прикрытым путем. В углах плацдармов находились укрепления, реконструировать которые сложно. До наших дней они не сохранились, не найдены и их чертежи. На общих планах крепости в «изъяснениях» они не обозначены. Поэтому их реконструкцию можно провести только по общим планам.

Во-первых, редюиты с поля были закрыты гласисом и размещать в них дальнебойную артиллерию не имело смысла. Они имели обычное для всех редюитов артиллерийское вооружение: 24-фунтовые карронады для обстрела прикрытого пути. По ведомости 1831 г. в правом фланговом редюите было четыре, в левом – шесть карронад. Во-вторых, признаков того, что редюиты использовались как база контрминной системы на планах крепости нет. К тому же Шасселу предусматривал закладку контрминных галерей в контрэскарпах между редюитами.
Судя по схематическим изображениям редюитов на планах крепости они имели подковообразную шестигранную форму с закругленной внутрь тыльной стеной. На нижнем этаже были помещения для складов, а в закругленной части, по Шасселу, казематы для обстрела рва и фасов равелина. Верхний этаж составляла галерея со стрелковыми и артиллерийскими казематами. По ширине они составляли 1/3 всего редюита и опоясывали его подковой. Один край этой «подковы» был короче, оставляя выход на плацдарм по выдвижным мосткам. Казематы второго этажа служили для защиты прикрытого пути и обстрела гребня гласиса. Во внутреннем дворе можно было установить мортиру. Редюит был накрыт земляной насыпью высотой 1,2 м. Она защищала от навесного артиллерийского огня и закрывала ближние крылья прикрытого пути от продольного обстрела. Контрэскарп перед редюитами был укреплен вертикальной кирпичной стеной.
С тыла укрепление Фридрих Вильгельм прикрывал люнет на правом берегу р. Бобруйки. Он предназначался для огневой поддержки бастионного фронта. Все верки укрепления Фридрих Вильгельм возводились по возрастающей к люнету высоте.
Сам тыловой люнет занимал высоту зар. Бобруйкой и господствовал над всем укреплением. Торцы люнета укрепили кирпичной стеной с контрфорсами. Но, в отличии от других люнетов и равелинов, торцевую стену продлили за валы люнета, где она смыкалась с примкнутой контрэскарповой стеной.
В горже люнета возвели двухъярусный капонир. Из его казематов обстреливался валганг и тыловые обвалы люнета. Портал ворот капонира выполнен по образцу ворот форта императора Франца прусской крепости Кобленц. По этому же проекту построены Михайловские ворота Динабургской крепости. Портал облицевали крупными прямоугольными гранитными плитами. Ворота были увенчаны чугунным двуглавым орлом. Под тягой на гранитной плите выгравирована надпись: «Укрепление Фридрих Вильгельм.1823 год.»
Горжа люнета была сомкнута оборонительной стеной с двумя ярусами бойниц на обе стороны. Выход в галереи второго яруса был, очевидно, через капонир. Оборонительная стена одним концом примыкала к капониру, второй к контрэскарповой стене люнета. Она имела ломанную конфигурацию, что позволяло избежать мертвого пространства и обстреливать не только тыловой сектор обороны, но и вести фланкирующий огонь между гласисом и рекой.
С фронта тыловой люнет защищался широким рвом и гласисом с прикрытым путем. Контрэскарп и гласис почти полностью закрывали валы люнета от прямого артиллерийского огня противника. Гласис люнета завершался у горжи бастионного фронта, а его крылья смыкались с внешним
гласисом. К плечным углам люнета примыкали капониры, которые перекрывали почти всё пространстворва, оставляя небольшой проход возле контрэскарпа. Они предназначались для ведения фланкирующего огня вдоль рва, а также защиты обороняющихся от продольного огня противника. В плечных углах люнета проходили потерны, соединявшие внутреннюю часть укрепления с капонирами.
В 1820 г., изучая на местности условия обороны, Николай Павлович пришел к выводу о необходимости предусмотреть затопление лощины реки Бобруйки. Инженер путей сообщения Заге-фон-Лауренберг подготовил проект плотины со шлюзом, которая бы перегородила всю широкую лощину реки. Но от него отказались как очень дорогого. Другие проекты, предусматривавшие затопление лишь ближайших к веркам участков местности, тоже оказались дорогими. Ограничились частичными мерами. В середине 30-х годов XIX в. р. Бобруйку отвели от старого русла и направили вдоль горжи Нагорного укрепления. Оба берега нового русла обваловали а напротив въездных ворот и у левофлангового гласиса устроили шлюзы (они же выполняли роль мостовых переходов).
Вдоль левого гласиса укрепления также прорыли ров, который заполнялся водой из р. Бобруйки. У подошвы гласиса напротив капонира 2-го бастиона возвели оборонительную башню. Она соединялась с укреплением потерной. После того, как в 1854-1855 гг. левофланговый гласис был удлинен до казематированного люнета, фронт обороны предполья с юга был замкнут. На правом фланге открытое пространство между Нагорным укреплением и гласисом главной полосы обороны также прикрыли гласисом. Он проходил вдоль коммуникационной дороги и маскировал её. Таким образом, между укреплением Фридрих Вильгельм и крепостью о образовалось защищённое лагерное место для сосредоточения войск.