台始建于明朝嘉靖年间，为了抵御倭寇，加强大沽口海防战备，明朝开始在大沽口构筑堡垒，正式驻军设防。到了清嘉庆二十一年（1816年），清政府在大沽口南北两岸各建一座圆型炮台。炮台内用木料，外用青砖砌成，以白灰灌浆，建造得非常坚固。其高度约为一丈五尺，宽九尺，进深六尺。这是大沽口最早的炮台。第一次鸦片战争后清朝政府对大沽口炮台进行了增修加固。至道光二十一年（1841年）已建成大炮台五座、土炮台12座、土垒13座，组成了大沽炮台群，形成较为完整的军事防御体系。清咸丰八年（1858年），僧格林沁作为钦差大臣镇守大沽口，对炮台进行全面整修，共建炮台座，其中3座在南岸，2座在北岸，分别以“威”、“震”、“海”、“门”、“高”五字命名，其寓意为炮台威风凛凛镇守在大海门户的高处。

咸丰八年（1858年）清朝政府全面整修大沽炮台，共建大炮台六座，又建小炮台二十五座，构成了一个相当庞大的6地岸炮防御体系。

除了“威”、“震”、“海”、“门”、“高”五大炮台外，另外还有一处炮台建在北岸石壁之上，称“石头缝炮台”。每座炮台设大炮3门，另有小炮台25座。这个时期中国修建的炮台，因为吸取了多次战场上的经验教训，因此在建造方法上较以前有了很大改进。炮台用木材和青砖砌成后，外面用二尺多厚地三合土砸实，炮弹打在炮台上只能打一个浅洞，避免了砖石飞溅而带来地危险。这种建造办法后来被南方大量采用，在战争中挥了意想不到的作用。1885年3月14日，法国远东舰队攻击镇海招宝山炮台，由于中国海岸炮台都已经“换石为土”，法舰射地炮弹打在炮台上根本没有作用，因而被迫放弃攻击退走。就是很好的例子。

孙纲在后世曾经看到一些批评大沽口炮台是“豆腐渣工程”地文章，其主要论据之一就是这个“换石为土”，作者行文之荒唐，可以说和“