Под защитой прочных стен новый город стремительно рос и развивался. Вскоре он стал крупнейшим торговым центром Беломорья и всего русского Севера. В 1585 г. в Новые Холмогоры переводится торг из Колы, о чем сообщал датчанам кольский воевода Г. Б. Васильчиков. На Мурмане иностранные купцы могли отныне закупать лишь рыбу и ворвань. Во многом такое решение царя Федора Ивановича объяснялось соображениями безопасности. Этим же руководствовались двинские воеводы, укрепляя город на Пур-Наволоке. По описанию 1622–1624 гг. укрепления Архангельска, получившего свое современное название в 1613 г., состояли из двух частей: Кремля (рубленого города, состоявшего из 6 башен, 204 городен стены) и «острога стоячего на иглах». У Архангельской и Воскресенской воротных башен были устроены «быки» — дерево-земляные платформы, прообраз сооружений бастионного типа. В крепостном арсенале в 1622–1624 гг. находилось 35 орудий, из них в исправном состоянии 32 пушки. Большинство составляли малокалиберные орудия, стрелявшие ядрами от 3 до 12 гривенок. На протяжении второй четверти XVII в. артиллерийский парк Архангельска не обновлялся — все изготовлявшиеся на московском Пушечном дворе орудия направлялись на западные и южные границы. Обслуживали архангельский «наряд» 10 пушкарей и 20 затинщиков.
Главной русской крепостью на Мурмане был Кольский острог, сооруженный на мысе, находившемся в глубине мелководного залива, в 75 км от открытого моря, в устьях рек Колы и Туломы. Небольшое русское поселение существовало здесь уже в первой половине XVI в. Значение его резко возросло после 1565 г., когда к устью Колы стали приходить иностранные, преимущественно голландские, торговые корабли. В 1582 г. сюда прибыл первый воевода — Аверкий Иванович Палицын, построивший в городке гостиный двор и установивший таможенные сборы, что свидетельствовало о превращении Колы в крупный торговый центр. Однако установление регулярного сообщения России с европейскими странами спровоцировало ряд нападений на северные русские города со стороны Дании и Швеции. Русские поселения на северном пограничье следовало незамедлительно укрепить. В 1583 г. второй кольский воевода Максак Федорович Судимантов начал строительство в Коле острога, завершенное в 1584 г. Тогда укрепления вокруг города состояли из бревенчатого тына, 4 башен и рва. Постоянный гарнизон Колы насчитывал 30 стрельцов. Неоднократные нападения шведов на Кольский острог, совершенные в годы войны 1590–1595 гг., вынуждали русские власти продолжать мероприятия по усилению оборонительных сооружений этой крепости. В 1592 г. укрепления Колы, сильно пострадавшие во время шведских нападений 1590–1591 гг., восстановили. Из Москвы сюда привезли пушки новой отливки, значительно повысившие боевые возможности кольского гарнизона. В 1608 г. Кольская крепость представляла мощное сооружение из 6 башен и рубленных городнями стен. Главное внимание горододельцы уделили 106-метровому участку стены, выходящему к заливу, откуда к Коле могли подойти вражеские корабли. По этой причине расположенная здесь Егорьевская башня была вооружена 4 орудиями: двумя — в верхнем ярусе, одним — в среднем и еще одним — в «подошвенном» (нижнем) бое. Еще одна крупнокалиберная пищаль находилась на бруствере передового укрепления. Всего в 1608 г. артиллерия Кольского острога насчитывала 21 орудие. Гарнизон города увеличился с 30 до 63 стрельцов, «наряд» обслуживало 5 пушкарей.
Обстановка, сложившаяся на русском Севере после Смутного времени, требовала постоянного присутствия здесь значительных воинских контингентов. В связи с этим гарнизон Колы был увеличен до 200 человек. Дальнейший рост его численности связан с датскими нападениями 1621–1623 гг. на побережье Мурмана. В 1625 г. в Кольском остроге находилось уже 500 стрельцов. Артиллеристов в крепости было немного — в 1636 и 1647–1648 гг. здесь насчитывалось всего 9 пушкарей, но они обслуживали 54 орудия.
Как и на других участках русской границы, сельское население, предоставленное само себе, возводит собственные крепости. К их числу можно отнести Вотложемский городок, возникший на месте старинного, давно заброшенного укрепления на правом берегу Северной Двины, в 40 км. к югу от места впадения в нее р. Вычегда. Крепость была построена в Смутное время как убежище для местных жителей, за стенами которой они находили спасение от проникавших в Подвинье вражеских отрядов.