Au XVIIe siècle, c'est principalement le front sud qui fait l'objet de toutes les attentions.

A partir de 1643, suite à la visite du roi Louis XIII quatre ans plus tôt, un bastions et deux demi-lunes sont construits entre les tours Saint-Ferjeux et de Navarre, en avant de l'enceinte du XIVe siècle.

L'actuelle porte des Moulins est achevée en août 1647 ; son décor constitué de trophées et d'ennemis enchaînés annonce les victoires françaises de la guerre de Trente-Ans.
A la fin du siècle, un chemin couvert est aménagé autour de la place-forte afin de mieux couvrir les glacis.

En 1698, Vauban visite Langres et fait dresser un plan des fortifications. Cependant, les frontières ayant reculé suite à l'annexion de la Franche-Comté et la pacification de la Lorraine, il n'ordonne aucun travaux et préfère se concentrer sur Besançon ou Belfort.

Ainsi, Langres, ville fortifiée par excellence, ne possède donc aucun ouvrage de Vauban !