Kort na het beleg van 1674 wordt het startsein gegeven voor een grootscheepse verbetering van de vesting Grave. In 1688 is die nagenoeg afgerond. In de vernieuwde stadsmuur aan de Maas prijkt een nieuwe Maaspoort, nabij de weg naar Cuijk staat een nieuwe Brugpoort en op de route naar Den Bosch, nabij het gebied De Ham, wordt in 1688 de nu nog bestaande Hampoort voltooid.
De nieuwe vesting heeft een stervormig patroon van vestingwallen met op de belangrijkste punten vijf in een brede gracht uitstekende bastions, met vier vijfhoekige versterkte eilanden (ravelijnen) daartussen en met een tweede stervormige buitenwal om de binnenste gracht met nog een tweede gracht. Net als de drie stadspoorten is ze gebouwd volgens de laatste vestingbouwkundige inzichten.
De poorten hebben een klassieke architectuur, die via Frankrijk uit Italië is overgewaaid. Vermoedelijk is de ontwerper een Fransman, Emmanuel L'Etang. De Hampoort krijgt eerst een dik pakket aarde op de gewelven die de gang en de wachtruimten overdekken. Dit is bedoeld om kogels te smoren. Een 'bomvrij' gebouw dus. Al snel krijgt het gebouw echter normale daken gedekt met leien. Op een gravure uit 1732 staan ze al weergegeven. Zowel de Hampoort als de in de negentiende eeuw gesloopte Brugpoort bestaan uit een buitenpoort, met een overwelfde gang door de wal, die aan de stadzijde uitkomt bij een poortgebouw. Dat poortgebouw heeft links en rechts van de doorgang, wacht- en slaapruimten voor officieren en manschappen. Aan de buitenzijde van de Hampoort prijken in het tempelfront boven de poort de gebeeldhouwde wapens van de Republiek en van prins Willem III en het bouwjaar 1688.
Rond 1300 is Grave voorzien van een eerste stenen ommuring met poorten en torens. De eerste Hampoort wordt al genoemd in 1309. Deze torenvormige poort staat in de huidige Hamstraat, net na de kruising met de Gasthuisstraat. Door de strategische ligging van Grave op de grens van Brabant en Gelre hebben gebouwen en burgers het door belegeringen vaak zwaar te verduren. In het derde en vierde kwart van de zestiende eeuw komen de eerste gemetselde bastions tot stand. Na de verovering in 1602 door prins Maurits krijgt Grave verbeterde bastions en aarden wallen die meer bescherming bieden tegen kanonvuur. In 1620 wordt een nieuwe Hampoort gebouwd op de huidige plaats. Buiten de eigenlijke vestingwerken en aan de overkant van de Maas worden hoornwerken aangelegd, wallen van aarde die de eerste aanvallen moeten opvangen. Onder Willem III worden tussen 1678 en 1688 alle vestingwallen en -muren, alle bastions en alle poorten vernieuwd.
Een bijzondere belasting
Grave profiteert economisch gezien van al dat bouwen aan de vesting en van de bedrijvigheid die eigen is aan een vestingstad. Anderzijds worden de kosten die de stad moet voorschieten voor het levensonderhoud en de huisvesting van militairen maar moeizaam en soms helemaal niet betaald; oorlogsschade aan stedelijke en particuliere gebouwen wordt al helemaal niet vergoed. In 1683 wordt er in de Generaliteitslanden (Brabant en een deel van Limburg, beide rechtstreeks door de Staten Generaal bestuurd) een eenmalige belasting geheven voor alle nieuwe vestingwerken. Ook Grave moet daaraan meedoen, maar met een beroep op Willem III lukt het Grave een deel van het gevraagde bedrag om te laten zetten in hogere betalingen door de rest van het Land van Cuijk.