Полностью каменные крепости появились позднее, хотя уже в 1259 г. князь Даниил Романович построил из этого материала свой новый столичный город Холм.
В XIII–XVI вв. русские князья вели войны в основном с целью захвата чужой территории, поэтому особенную стратегическую важность приобретали крепостные укрепления. В каждой третьей из 460 военных кампаний, проведенных между 1228 и 1462 гг., русские либо осаждали города, либо их защищали. В монгольский период применялись различные способы защиты территории в зависимости от местных условий; это отражалось и на использовании крепостных укреплений. В годы, последовавшие за нашествием войск хана Батыя, татарские отряды избегали применения громоздкого и тяжелого транспорта и осадных орудий и редко нападали на города. Если отряды были малочисленны, они довольствовались грабежом сельских окраин, но если их численность была достаточной, они могли попытаться взять крепость хитростью или одолеть ее гарнизон в открытом сражении.
На северо-западных и западных границах русских земель, где тевтонские рыцари и литовцы активно использовали осадную технику при штурме городов, ситуация была противоположной. С конца XIII в. здесь особое внимание уделялось возведению фортификационных сооружений и созданию многочисленных камнеметных машин. Вслед за укреплением столичных городов в 1302–1309 гг. жители Пскова и Новгорода построили множество крепостей, особенно вдоль границ. По мере устаревания деревянные и земляные укрепления заменялись более надежными каменными сооружениями. В стратегически уязвимых регионах создавались новые города-крепости, такие как Копорье, Корела, Орешек, Изборск, Ям (Яма) и Порхов.
В период между 1382 и 1426 гг. русские при осаде и обороне крепостей стали наряду с существующими осадными машинами использовать огнестрельное оружие. Крепостные стены и башни строились так, чтобы их защитники могли беспрепятственно стрелять из пищалей, луков и арбалетов, но только во второй четверти XV в. использование огнестрельного оружия привело к реальным изменениям в военной архитектуре. Впервые это проявилось в 1430 г., когда было произведено утолщение стен города-крепости Порхова и последовавшая затем в 1448 г. перестройка Ямгорода.
Восточная стена с раскатом и угловая башня крепости Копорье, сооруженной в середине XV в. (Фото В. В. Косточкиной)
Во 2-й пол. XV в., совпавшей с образованием Московского государства, артиллерия стала настолько мощной, что теперь пушки могли разбивать каменные стены. Впервые в русской истории это произошло в 1481 г. при осаде немецкой крепости Феллин в Ливонии