Christian d. 4 sørgede for, at 1600tallet ikke blev kedeligt for Københavns befæstningsvæsen. Voldene og tårnene var opført i en tid, hvor skydevåben kun lige var begyndt at spille en rolle i belejringskrige, men i 1600tallet var kanoner og håndskydevåben blevet en fast del af enhver krig. Middelalderfæstningen skulle derfor ombygges efter renæssancens fæstningsmode, den skulle være bastionær.
Fra 1606 og godt 50 år frem, var Københavns befæstning en byggeplads. Man beholdt ringmurens grundform, men udbyggede voldene med bastioner, hvorfra forsvarene kunne skyde ned langs volden. Derudover byggede man Christianshavn som et selvstændigt bastionsanlæg. Christian d. 4 ønskede også et citadel til at beskytte indsejlingen til havnen, så i 1627 påbegyndte man Sankt Annæ Skanse. Desværre var der ikke penge til Christians overdådige skanse, så vægten blev lagt på værket vi i dag kender som Kastellet. Desuden byggede man et blokhus på den modsatte side af havnen, hvor man sænkede orlogsskibene David og Elefanten (deraf Elefanten på Nyholm).
En anden af Christian d. 4’s planer, var opførelsen af Ny København i området fra Østrevold til Kastellet. Derfor rettede man volden ud, så den løb mere eller mindre direkte fra Nørreport til Kastellet. Udenfor byen opførte man yderligere 3 skanser ved søerne: Vartov, Ladegården og Ravnsborg.
Under karl Gustav-Krigene fra 1657 til 1660 belejrede svenskerne København i 1658-59. I begyndelsen af august havde svenskekongen landsat 8000 mand ved Korsør, hvorfra de bevægede sig taktfast mod København. Byen var på randen af panik, men en selvsikker fremtoning fra kong Frederik d. 3, der nægtede at forlade hovedstaden med de berømte ord ”jeg vil dø i min rede”, fik stemningen vendt til energisk trods.
Carl Gustav tøvede med at storme byen og mens svenskerne så til fra Valby bakke, forstærkede københavnerne deres befæstning med alle forhåndenværende midler. Palisader og ryttere blev opstillet på voldene og gaderne barrikaderedes med vogne og stenværker. Samtidig klargjorde man brandbekæmpelsen, med kar, spande og oksehuder. Fra en styrke på lige under 2000 mand, forøgede man forsvaret med frivillige borgere, så der i februar 1659 stod godt 7000 våbenføre mand på volden.
Over vinteren sørgede man for opbrydning af isen i Københavns havn, så svenskerne ikke kunne lave samme nummer som et par år tidligere, hvor de gik over bælterne fra Jylland til sjælland. Man havde opsnuset længden på svenskernes stormstiger og lavede derfor renden i isen lidt bredder end stigerne var lange. Carl Gustav var dog ganske sikker på en sejer og havde allerede fremstillet medaljer og udlovet københavnske gårde til sine officerer. Desuden havde han lovet 3 dages plyndring i hovedstaden.
Den ventede storm kom 11. februar 1659. Svenskerne koncentrerede deres styrker på strandområdet udenfor den nuværende Stormgade (deraf navnet). København havde dog gjort sit forarbejde rigtigt og svenskerne blev mejet ned af skydevåben på voldene og deres korte stiger forhindrede en overgang til Christianshavn. Med store tab måtte de trække sig efter et par timer.
Senere sammen nat satte de en storm ind mod området mellem Østervold og Kastellet. Et område der var kendt som en svaghed i befæstningen, men også her blev de slået tilbage med store tab. Det formodes at svenskerne mistede op mod 1000 mand under stormen på København (man fandt 600 lig foran voldene), enten dræbt direkte, eller døde af deres sår umiddelbart derefter. København slap igennem med kun 12 døde og cirka 20 sårede. Befæstningen og ikke mindst befolkningen, havde stået distancen.
Efter krigen fortsatte forbedringerne på Københavns befæstning. I 1660erne introduceredes demarkationsbestemmelser der regulerede byggeriet udenfor danske fæstninger, så der var frit skud mod en fremrykkende fjende. Desuden indkaldte man den nederlandske ingeniør Henrik Ruse, til at gøre volden og Kastellet færdigt. Under Ruses kyndige hånd, ændrede Kastellet fuldstændig karakter og det fremstod efter ombygningen som et uovertruffet moderne citadel.
Ved udgangen af 1600tallet mente man, at Københavns befæstning nu kunne klarer enhver forsvarsopgave. Det havde kostet en formue og adskillige civile projektet måtte skrinlægges, ligesom Nyborg og Fredericias fæstninger måtte stå ufærdige lange ind i 1700tallet. Den kostbare befæstning var med til at understrege Københavns enestående betydning for det danske-norske monarki. Grundformen til eftertidens befæstning var lagt og indtil nedlæggelsen i 1850erne ændredes ikke den ikke voldsomt.
Københavns befæstning 1600 – 1700,