В май 1765 года началось строительство новой, а точнее Второй Омской крепости. Ее границами стали берега рек Оми и Иртыша. Место для строительства было выбрано специально на мысе, который образовывали правый берег Иртыша и Оми. За счет высоких берегов рек, вал вокруг крепости имел высоту в 12 метров.

Вся крепость занимала территорию в 30 гектаров, а по ее углам располагались бастионы и полубастионы. Четверо ворот вели внутрь крепости. На ночь их запирали. На данный момент единственный сохранившейся подлинник ворот – это тобольские ворота. Их отличала удлиненная форма и парные по бокам контрфорсы. Тарские ворота представляли собой четырехугольную башню со ступенями, которые вели наверх.

В новой крепости постоянно велось активное строительство. Было возведено кирпичное здание гaуптвaхты рядом с Воскресенским собором. В нем расположилось комендантское правление, караул, гарнизонная школа. Было возведено еще несколько новых построек. В основном все строилось из лесной древесины и частично из кирпича. Его производили в кирпичных сараях, которые были специально построены на левом берегу реки Иртыш. Каторжный острог Второй Омской крепости был расположен на самом краю крепости, где находился Степной бастион. Была так же построена кордегардия, предназначенная для караула и содержания арестантов, находившихся под стражей.

В 1770 году перед линией Второй Омской крепости началось строительство обывательских домов и форштадтов. Это удалось осуществить за счет оставшейся большой территории перед крепостью. Внутри крепости строительство тоже не останавливалось. Был возведен генералитетский дом, казармы и склады. В 1824 году Омск стал неофициальной резиденцией генерал-губернатора Капцевича. Это повлекло за собой создание нового проекта всего города. И уже в 1864 году Вторую Омскую крепость упразднили.