Van de in 1508 begonnen uitleg van de verdedigingswerken aan de noord- en de oostzijde resteert de Maria- of Kruittoren (Achter de Vest 1) . Het is een halfronde muurtoren op de kruin van de wal met een ingang geflankeerd door kloostervensters. De overwelfde kelder ging in 1879 dienen als ijskelder en was vanaf 1892 in gebruik bij het garnizoen.
Bij de restauratie in 1929-'30 (G. de Hoog) heeft men de top aan de stadszijde gereconstrueerd.Ter bescherming van het in 1464 aangelegde ‘Houten Hoofd’ waar de grotere schepen afmeerden werd in 1532-'34 de Hoofdtoren (Hoofd 2) gebouwd. Deze halfronde laat-gotische geschutstoren op vijfhoekige onderbouw is aan de zeezijde met Gobertange- en Ledesteen bekleed en voorzien van een weergang op rondbogenfries. Aan de landzijde heeft de toren enkele speklagen en aan de noordzijde staat een traptoren. Van 1614 tot 1645 was de Compagnie van Spitsbergen in de bovenzaal gevestigd, waartoe de toegang werd veranderd. In 1651 verloor de toren zijn defensieve functie geheel. Men wijzigde toen de trapgevel aan de landzijde in een tuitgevel en plaatste een dakruiter met een uurwerkgeleding van ionische zuiltjes en daarboven twee achtkantige lantaarns.
Daarin hangen een klok uit 1522 en een door François en Pieter Hemony gegoten klok uit 1646. De dakruiter werd in 1750 na brand hersteld. De toren is gerestaureerd in 1905-'07, in 1992 en in 2003-'04.
De Oosterpoort (Kleine Oost 41) verving in 1577-'78 de westelijker gelegen Oude Oosterpoort (afgebroken 1818). De poort heeft aan de veldzijde een geheel zandstenen gevel en is aan de stadszijde voorzien van natuurstenen banden. Drie stergewelven dekken de licht gebogen doorgang. Het rijke maniëristische ontwerp wordt toegeschreven aan Joost Jansz Bilhamer en wordt bepaald door dorische pilasters en natuursteenbanden met putwerk. Het fries aan de landzijde bevat een Latijns opschrift ontleend aan Psalm 127:1. In 1601 werd de poort verhoogd met een wachterswoning met dakruiter.
De gemetselde boogbrug met smeedijzeren hekken dateert uit 1763. De poort is gerestaureerd in 1876 (A.C. Bleijs) en 1913.
In 1843 werden de vestingwerken in parken veranderd. Bij het vestelijke deel (Hoge Vest) geschiedde dit naar plannen van K.G. Zocher. Het rond 1860 gewijzigde oostelijke deel bevat een volière met houten huisje (Pakhuisstraat ong.; 1950). Het noordelijke deel van de vestinggracht werd rond 1880 gedempt (Noorderplantsoen).
