Наряду с борьбой за спорные приграничные территории, принадлежащие соседним странам, еще одной важнейшей задачей, стоявшей перед русским правительством, являлась защита собственных рубежей. На практике она реализовывалась через систему мер, характер и масштаб которых заметно отличался на разных участках границы и зависел от боевых возможностей и образа действий противника. На южных и восточных «украйнах», где почти ежегодно происходили нападения татар, наиболее действенным средством их отражения стало создание сплошных засечных укреплений, особенно усилившихся в XVII в., после постройки Белгородской, Симбирской и Закамской оборонительных линий. Помимо этого, сначала на опасных местах, а затем и по всей степной границе были устроены сторожевые посты и разъезды, по сигналам которых навстречу прорывавшемуся врагу выдвигались конные рати Большого и Украинного разрядов.
На западных и северо-западных рубежах защиту страны обеспечивали более мощные крепости, возводившиеся на труднопреодолимых водоразделах, на торных дорогах, окруженных лесными чащобами, болотами и другими естественными преградами. Прорваться в обход таких опорных пунктов противник, как правило, не пытался, стараясь овладеть расположенными на границе городами. Только взяв эти крепости и разорив их окрестности, неприятель продвигался во внутренние районы Московского государства. Учитывая боевые возможности литовских, польских, ливонских и шведских армий, оснащенных артиллерией, владеющей техникой ведения осадных работ, крепости здесь укрепляли особенно тщательно. Как и на юге, литовский и «свейский» рубежи Московского государства прикрывала цепь отъезжих сторож, застав и станиц, составлявших первую линию русской обороны. На отдельных, особо опасных местах возводились засечные укрепления.
С середины XVI в. русское правительство вынуждено было укреплять и северную границу. После открытия нового морского пути из Европы в Россию ряд государств, прежде всего Швеция и Дания, попытались установить контроль над северными морями и захватить Русское Поморье. В XVII в. в этом районе действовали и пиратские корабли. Правительство не осталось безучастным к возросшей угрозе своим интересам. На севере строятся новые и усиливаются старые крепости: Соловецкий монастырь, Холмогоры, Архангельск, Кольский, Кемский и Сумской остроги, Каргополь. Но из-за отсутствия в то время на Севере военных судов, ничего более существенного русское командование предпринять не могло.
Таким образом, оборона Московского государства строилась на использовании многочисленных фортификационных сооружений: городов, острогов, засечных линий, базируясь на которых, предпочитала действовать русская армия. Гарнизоны крепостей, усиленные «осадными людьми» из числа местных и уездных жителей, в большинстве случаев демонстрировали хорошую воинскую выучку и могли противостоять значительным неприятельским силам. Защищаясь, они не ограничивались пассивной обороной, совершая вылазки и разрушая осадные работы противника. Неоднократно русские атаки наносили тяжелый урон осаждающим. Известно несколько случаев гибели или ранения видных начальников вражеской рати. 27 апреля (6 марта) 1609 г. под стенами Москвы стрелой был тяжело ранен гетман Роман Ружинский, командовавший армией Лжедмитрия II. Он так и не смог оправиться от полученной тяжелой раны и умер в 1610 г. Авраамий Палицын описал ранение тушинского полковника Александра Лисовского «вылазными людьми» крестьянином Никифором Шиловым и московским стрельцом Нехорошкой, которые, по словам автора, «ведомы бойцы бешя, на многих вылазках объявляющеся, бьющеся крепко». 30 июля 1615 г. во время осады Пскова пулей из самопала был убит известный шведский военачальник фельдмаршал Эверт Горн.
Иноземцы отмечали стойкость русских воинов при обороне своих городов. Такой вывод сделал Д. Флетчер, писавший, что «русский солдат, по общему мнению, лучше защищается в крепости или городе, нежели сражается в открытом поле». Он сослался на самый известный в то время пример: «Это замечено во всех войнах, а именно при осаде Пскова, за восемь лет тому назад, где польский король, Стефан Баторий, был отражен со всей его армией, состоявшею из 100 000 человек, и принужден, наконец, снять осаду, потеряв многих из лучших своих вождей и солдат». Но наиболее развернутая оценка действий русских воинов в городах принадлежит Бальтазару Рюссову, попытавшемуся проанализировать причины их героического поведения. 85-я глава его «Ливонской хроники» названа «Почему русские так сильны в крепостях». Рюссов начинает ее с констатации общеизвестного факта: «Русские в крепостях являются сильными боевыми людьми». По мнению хрониста, это вызвано следующими причинами:
«Во-первых, русские работящий народ: русский, в случае надобности, неутомим ни в какой опасной и тяжелой работе днем и ночью, и молится Богу о том, чтобы праведно умереть за своего государя.