Первая Омская крепость была построена из сырой березы, так как по близости не было строевого лева, а вести его сюда было слишком затратно. Так же в качестве строительных материалов выступали глиняно-соломенные кирпичи и дерн, которым была покрыта кровля крепости.

Споры о первоначальной форме крепости ведутся издревле и по сей день. Существует два мнения. Согласно первому, Омская крепость была правильной четырехугольной формы и была оснащена бастионами по углам. Согласно второму мнению, крепость имела пятиугольную форму.

Первая Омская крепость имела четыре входа. Спасские ворота, ведущие в Луговскую слободу, небыли оснащены пушками или башнями. Они вообще небыли укреплены. Хорошее укрепление имели Знаменские ворота, через них выезжали на дорогу ведущую в Томск. Это были самые мощные ворота с башней и тремя пушками. На Барабинскую дорогу выводили Шестаковы ворота, которые имели всего одну пушку на башне. Никольские ворота вели к выезду на Оми.

Вся крепость занимала территорию в шесть гектаров. Она была окружена низким земляным валом. Ее северная сторона примыкала к реке Оми, а все остальные стороны крепости были окружены сухим рвом. После рва шел метровый вал, оснащенный вкопанными в землю острыми бревнами, чьи пики смотрели в небо. На внешних углах первой Омской крепости располагались бастионы. Для защиты крепости по всему периметру в пяти метрах ото рва были расставлены рогатки и надолбы.

Основную часть населения составляли казаки, а так же свободные переселенцы и сосланные. Деревянные сооружения крепости со временем обветшали, были произведены реконструкционные работы. Со временем первая Омская крепость перестала отвечать военным требованиям. Поэтому было принято решение о строительстве новой крепости, но уж на правом берегу реки Оми.