明初，永乐皇帝朱棣迁都北京后，大沽海口的战略他位日渐凸显，这里是从海上进京的唯一门户，一旦失守，首都就将毫无遮拦地暴露在外人眼前。嘉靖年间，为御倭寇，大沽口海防战备日紧，构筑堡垒，驻军设防。 1816年，清政府在大沽口南北两岸各建一座圆形炮台。炮台内用木料，外砌青砖，白灰灌浆，高度约为一丈五尺，宽九尺，进深六尺，这-是大沽口最早的炮台，建造得坚固如山。
1841年，经过数年经营，大沽口炮台已建成大炮台5座、土炮台12座、土垒13座，组成大沽炮台群，一套完整的军事御体系已见雏形。
1858年，钦差大臣僧格林沁镇守大沽口，整修炮台，再建炮台5座，具中3座在南岸，2座在北岸，分别以“威”“震”“海”“门”“高”五字命名，寓意炮台威风凛凛镇守在大海门户的高处。另一处炮台建在北岸石壁之上，名字叫“石头缝炮台”。每座炮台设大炮3门，另有小炮台25座。每座炮台高10米至17米，底座周长182米至224米，上砖下石，均用三合土、糯米汁浇灌夯筑而成，大小炮台共置大炮64尊，炮口对准波澜壮阔的海面。
随时间的变迁，炮台在工艺上已大有改进，木材、青砖之外，再用二尺多厚的三合土夯实，炮弹打上去，至多只是个浅洞，而且，炮台增高到三至五丈。