Расположено на Северной стороне города на высоте над Севастопольской бухтой. Построено в 1807-1811 годах под руководством инженера генерал-майора Гартинга с целью обороны крепости с севера. Имеет форму восьмиугольника со сторонами от 170 до 210 метров. На четырёх исходящих углах располагались небольшие бастионы для организации фланговой обороны. Укрепление имело трое ворот - Симферопольские, Севастопольские и Инкер-манские, было окружено рвом с каменной облицовкой эскарпа и контрэскарпа, известняком, сложенным насухо. Ширина сохранившейся части рва 5,4, глубина - 3,6 метра. В укреплении находились казармы для личного состава, пороховые погреба и цейхгаузы. Гарнизон состоял из 3919 человек, в период Крымской войны комендантом укрепления был назначен капитан 1 ранга, затем контр-адмирал Ф.Д. Бартенев, именем которого до сих пор называют часть Северной стороны между улицей Челюскинцев и Братским кладбищем. На вооружении укрепления имелось 47 орудий, из них 23 - малого калибра.
Построенное без учёта местности, имея невыгодные очертания и слабо вооружённое, оно, тем не менее, показалось союзникам грозным фортификационным сооружением, которые после Альминского сражения не решились атаковать город с севера, а, обогнув Севастопольскую бухту, вышли к Южной его стороне.
После Крымской войны укрепление использовалось под склады, в 1900 году на его территории построили казармы крепостной саперной роты. В оборону Севастополя 1941-1942 годов там был создан опорный пункт под командованием старшего лейтенанта А.М. Пехтина. Трое суток в июне 1942 года шла неравная схватка с превосходящим врагом. Весь гарнизон погиб, выполнив свой воинский долг.
Несмотря на значительные утраты, Северное укрепление представляет интерес как памятник русского фортификационного искусства начала XIX века.