Во время подавления январского восстания в крепости содержались «бунтовщики», например комиссар Подляшского отряда Роман Рогински. Здесь же приводились в исполнение смертные приговоры. Виселица во дворе тюрьмы, прозванной в народе «Бригитки», стояла на протяжении 30 лет. Гарнизон крепости ввиду слабой подготовки в боях с восставшими участия не принимал в отличие от квартировавших в Бресте частей 3-й пехотной дивизии: 11-го пехотного Псковского генерал-фельдмаршала князя Кутузова — Смоленского полка и 32-го Донского казачьего полка. Командир последнего полковник Г.А. Леонов имел отличия «за усмирение польского мятежа» и исполнял обязанности Брестского уездного военного начальника.
В 1867 г. гарнизон крепости состоял из одного генерала, двадцати штаб-офицеров, семидесяти девяти обер-офицеров, тридцати двух классных чинов, двух священников. Здесь находились 3588 нижних чинов и 672 арестанта. Управление было представлено комендантом «по полевой пешей артиллерии» генералом И.Е. Штаденом, «состоявшим по армейской пехоте» полковником А.П. Борисовым, плац-майором и двумя плац-адъютантами.
Крепость уже не вполне соответствовала своему назначению. На вооружение была принята нарезная артиллерия, дальнобойность, точность и разрушительное действие которой значительно превышали возможности гладкоствольных пушек. Это нужно было учитывать при строительстве фортификационных сооружений. Поэтому в 1862 г. директор Главного инженерного управления генерал-адъютант Э.И. Тотлебен представил военному министру Д.А. Милютину записку, в которой предлагалось завершить строительство крепостных укреплений в европейской части России и обеспечить их дополнительными мерами защиты от огня, особенно навесного. В частности, Тотлебен указывал на то, что высокие каменные казармы и многоярусные башни являются отныне лишь хорошими целями, неспособным эффективно противостоять осадной артиллерии, и рекомендовал прикрывать каменные постройки гласисами, разбирать верхние ярусы казематов и укрывать их толщей земли. Для реализации этих задач генерал предлагал в течение 16 лет выделять до 3 миллионов рублей ежегодно. Предложения Тотлебена рассматривались в особом комитете. Денег в империи не хватало, поэтому комитет постановил новых работ в крепостях не предпринимать, а ограничиться приведением в исправность и готовность существующих сооружений. Таким образом, в соответствии с этим решением все русские сухопутные крепости оставались в недостроенном виде, с высокими каменными постройками, неприкрытыми от разрушительного действия нарезной артиллерии.
Директор главного инженерного управления генерал-адъютант Э.И. Тотлебен (1818–1884).
Тем не менее с весны 1864 г. началась скромная по масштабам, поэтапная реконструкция Брест-Литовской крепости. В этот период дополнительными казематами был укреплен главный земляной вал, насыпаны внутренние траверсы, построены два пороховых погреба на 5000 пудов каждый, укреплены булыжными камнями берега Буга и Мухавца.
Пороховой погреб в восточной части Кобринского укрепления. Вход в каземат Западного редюита
В 1864–1868 гг. по проекту Э.И. Тотлебена в горже I и III бастионов Кобринского укрепления были возведены Западный и Восточный казематные редюиты. Каждый редюит состоял из контрэскарповой галереи подковообразной формы, рва и вала, в котором размещались двухъярусная казарма, цейхгауз, два пороховых погреба, пекарня, кухня и столовая для нижних чинов. Ров перекрывался капонирами «для ружейной обороны». Гарнизон укрепления состоял из батальона пехоты
Западный редюит. Контрэскарповая галерея с капониром.
Восточный редюит занял место снесенной Тринитарской казармы. Позади редюитов вдоль правого рукава реки Мухавец были Вход в каземат Западного редюита, возведены две отдельные батареи, прикрывавшие северную часть оборонительной казармы Цитадели.
Для обеспечения необходимыми стройматериалами в 1867–1868 гг. на эспланаде Кобринского укрепления к северо-западу от Александровских ворот был посажен строевой лес, а в деревне Гершоны вновь построен кирпичный завод, на этот раз казенный.
Ежегодно в ноябре — декабре на стол генерал-инспектора по инженерной части ложился подписанный начальником инженеров Варшавского округа «Генеральный план Брест-Литовской крепости» с отчетом о выполненных и планируемых работах. Крепостная позиция неуклонно усиливалась и усложнялась.
В конце 1860-х гг. севернее крепости проложили железную дорогу Москва — Варшава, насыпь которой образовала мертвую зону перед Кобринским укреплением. Для контроля за этим участком в 1869 г. было начато сооружение передового укрепления «Граф Берг» и крупной земляной батареи. Это был первый форт Брест-Литовской крепости, вынесенный на расстояние 850 метров от главной оборонительной линии. Форт, пятиугольный в плане, состоял из контрэскарповой галереи на напольном и боковых фасах, рва и главного вала, в котором размещались два фланговых капонира, двухэтажная казематированная казарма, соединявшаяся с капонирами аппарелями. В горжевой части находились полукапонир, два пороховых погреба и кухня. Основные строительные работы были завершены в 1872 г. Мощеная дорога связывала форт с Кобринским укреплением через Александровские ворота, которые были переименованы в Белостокские. Тогда же в крепости углубили и расширили рвы, устроили в них капониры, перестроили мосты, северо-восточную часть кольцевой казармы приспособили под паровую мукомольную мельницу.
Крепость в то время имела на вооружении 757 орудий, почти половину составляли нарезные 24-фунтовые и 8-дюймовые пушки и мортиры образца 1867 г. с дальностью стрельбы до 7000 метров.
В 1876 г. в южной части Кобринского укрепления было закончено строительство сводчатой артиллерийской лаборатории с двумя мощными казематами, предназначенными «для варки составов», и «домика фейерверкера» при ней, а на Волынском — «машинного здания» для снабжения водой госпиталя. Архитектурным центром Цитадели стала законченная в 1878 г. гарнизонная Свято-Николаевская церковь. Постройка храма, его роспись, внутреннее убранство, утварь обошлись казне в 300 тысяч золотых червонцев.
Чертеж укрепления «Граф Берг». 24-фунтовая чугунная крепостная пушка образца 1867 г.
До совершенства была доведена водно-инженерная система. Выше и ниже крепостной позиции на Мухавце и Буге устроили шлюзы системы Пуаре. Обводные рвы укреплений отделялись от рек плотинами, в которых были проложены «каменные трубы» с заслонками. Это позволяло регулировать уровень воды в каналах, а при необходимости ее можно было спустить и сделать канал любого укрепления сухопутным. Рядовой Корнелий Гагал, служивший в крепости в конце XIX в., вспоминал, что «воды в канале было вровень с берегом, а рыбы — что листьев на дереве». Рыбу разводили специально на случай длительной осады, ловить ее запрещалось.
