В 1853 г. началась Восточная война, получившая название Крымской. Недостаток средств не позволил накануне войны профинансировать в полном объеме работы по укреплению Керченско-го полуострова. Для того чтобы надежно запереть вход из Черного моря в Керченский пролив, в конце 50-х годов на мысе Ак-Бурун было начато строительство мощной крепости.
Еще в конце ХVIII века здесь была установлена артиллерийская батарея — Павловская. Место ее установки одобрил А.В. Суворов, инспектировавший южные границы России. 12 (24) мая 1855 года батарея была захвачена французским десантом, высадившимся в Камыш-Буруне и взорвана, так и не сделав ни единого выстрела. По Парижскому мирному трактату 1856 г. России было запрещено иметь на Черном море военный флот и крепости на берегах. Генерал-майором Кауфманом был составлен проект строительства новой крепости на берегу Керченского пролива, что не противоречило требованиям Парижского договора. Первый проект крепости был составлен в 1856 г. и в следующем году уже начались работы, которые велись интенсивно в течение 20 лет. Окончательный проект утвержден в 1868 г. и дополнен в 1870. Контроль за строительством в Керчи осуществлял директор инженерного департамента генерал-адъютант Э.И. Тотлебен (1818–1884 гг.). В 1859 году он был назначен директором инженерного департамента и осенью того же года прибыл в Керчь для уточнения проекта укреплений. Местом строительства выбрали мыс Ак-Бурун, в этом месте Керченского пролива фарватер проходит под крымским берегом. Зимой 1857 года прибыл отряд из 700 военных строителей под командованием полковника Ната. Основной задачей крепости являлась крепость Керчь.
Оборона входа в Азовское море. Укрепления расположены на Павловском и Ак-Бурунском мысах и прилегающих высотах. Приморские батареи были расположены так, что могли сосредоточенным огнем обстреливать суда, входящие в Азовское море по суженному проливу; кроме того, фарватер предполагалось оборонять подводным минным заграждением. Крепость создавалась как артиллерийская. Проектировалось разместить на огневых позициях 587 орудий. Гарнизон крепости должен был составлять 5 235 человек, в т. ч. 1 860 артиллеристов. Количество наземных построек было минимизировано. Все помещения были казематированы за исключением домов офицеров, защищенных валами. Жилые помещения — казармы соединены с огневыми позициями подземными ходами — потернами. Трехкилометровый ров, простреливаемый ружейным огнем из боевых галерей и артиллерийским огнем из четырех орудийных капониров, опоясывает крепость. Создана система контрминных галерей с разветвлениями — слуховыми ходами. Подобных галерей насчитывается около восьмидесяти с общей протяженностью 1,6 км. Огневые позиции оборудованы подземными пороховыми погребами, основной запас пороха хранился в подземных хранилищах, удаленных от позиций и связанных с последними скрытыми подходами. Сухопутные укрепления преграждали доступ к береговым батареям и состояли из большого Центрального форта, названного «Тотлебелен», и люнетов: Минского с юга и Виленского с севера.
Сегодня сохранившиеся архитектурные объекты и территории уникального памятника фортификации представляют историко-культурную ценность и являются одним из самых посещаемых объектов Восточно-Крымского историко-культурного музея-заповедника.
