Этот период характеризуется быстрым развитием военно-инженерного искусства, стремлением обеспечить в инженерном отношении сочетание активных действий массовых армий в поле и оборонительных мероприятий по удержанию при помощи крепостей и укрепленных городов определенных важных в стратегическом отношении районов. Однако со временем крепости стали утрачивать свое предназначение. В большинстве случаев против крепостей выставлялись заслоны, а армия устремлялась дальше навстречу противнику и решала дело в генеральном сражении. Вследствие этого крепости превращались в обузу для государства, ведущего войну, поскольку отвлекали значительные силы в состав своих гарнизонов, обрекая эти силы на пассивность.
Однако в системе защиты государства, особенно с большой территорией, крепости еще долго занимали значительное место, постепенно уступая главную роль полевым укреплениям. Последние были широко использованы русскими войсками против наполеоновской армии, в том числе в Бородинском сражении. М. И. Кутузов объединил все инженерные войска и ввел принцип усиления инженерными частями общевойсковых соединений на период их участия в боевых действиях. В частности, Кутузов указывал пионерам «для облегчения связи в действиях войск в бою строить мосты там, где нужны переходы», а командирам корпусов «озаботиться свободным сообщением на позиции». В свою очередь Багратион обучал свою минерную роту методам инженерного обеспечения атаки. При помощи инженерных войск на полях предстоящего сражения при Бородине в короткие сроки были созданы отдельные пехотные и артиллерийские укрепления – Багратионовские флеши, укрепленная батарея Раевского, Шевардинский редут и другие, наиболее отвечающие новым способам ведения боя и сражения.
В этот период большое значение в военном деле стали приобретать наземные коммуникации, в связи с чем внимание теоретиков и практиков военно-инженерного искусства направляется на разработку способов ускоренной постройки шоссейных дорог, дальнейшее совершенствование мостового и переправочного дела. Вместе с этим развиваются способы разрушения при помощи взрывов мостов и важных военных объектов.
В целом участие инженерных частей в войнах начала XIX века выразилось преимущественно в осаде и штурме крепостей, причем саперные подразделения непосредственно сопровождали штурмующие колонны с задачей устранять препятствия на пути их движения. При этом следует отметить, что количество инженерных войск, придаваемых штурмующим колоннам, было сравнительно невелико. Так, при осаде в 1828 г. крепости Браилов в ходе русско-турецкой войны 1828–1829 гг. в состав осадного корпуса из 17 тысяч человек входило три батальона инженерных войск: один саперный и два пионерных. Инженерные части при осаде этой крепости в течение дня осуществляли подготовительные работы: заготавливали материал для осадных работ, строили батареи, закладывали параллель, вели подступы сапами, устраивали минные галереи. В ночь на 3 июня в головах минных галерей были заложены горны из 1078 пудов пороха, после взрыва которых начался штурм крепости. Каждая из двух штурмовых колонн состояла из двух пехотных полков, двух орудий и пионерной роты. Личный состав роты имел при себе фашины и инструмент для расширения брешей с целью пропустить орудия. Остальные инженерные подразделения были организованы в рабочие отряды с задачей производить работы в соответствии с обстановкой. 5 июня крепость сдалась. Потери саперов во время штурма составили 77 человек убитыми и ранеными.
И еще один пример. Для штурма крепости Ахалцих 15 августа 1828 г. были назначены 200 охотников, два батальона Ширванского пехотного полка и один пионерный батальон. Пионеры имели задачу забросать рвы, сделать проход в палисаде для пропуска орудий и, по взятии церкви, – установить на ее крыше батарею. Когда пехота ворвалась в крепость, одна из пионерных рот перетащила два орудия, а остальные три роты приступили к устройству ложементов. После продвижения пехоты вперед пионерам удалось установить на кровле церкви горный единорог, а на крышах домов – мортиры. Для усиления атакующих был выдвинут из резерва еще батальон пехоты с двумя орудиями. Противник встретил батальон сильным жесточайшим огнем. Помогла команда пионеров: они срубили палисад и из его бревен устроили мост для прохода орудий. Пионерная команда потеряла половину своего личного состава, остальные успели установить туры, за которыми заняли позицию орудия. Ночью был зажжен город, а с рассветом 16 августа крепость сдалась. При штурме крепости пионерный батальон потерял больше трети личного состава.
Таким образом, войны конца XVIII и начала XIX в. затронули важнейшие составные части военно-инженерного искусства и внесли существенный вклад в их развитие. Появилась необходимость теоретического обобщения приобретенного опыта. В России создается ряд высших военно-учебных заведений, и в их числе военно-инженерная академия (с 1816 г. – главное училище инженеров, с декабря 1819 г. – главное инженерное училище, с 1855 г. – инженерная академия).
Однако теоретических трудов по военно-инженерному искусству в то время было крайне мало. Причем в большинстве своем эти труды посвящались фортификации и предлагали почти без изменений рекомендации и чертежи, которые были известны в конце XVIII века. Во взглядах на применение военно-инженерного искусства в основном господствовал геометризм, шаблон, оторванность от требований войск. В частности, деление фортификации на долговременную и полевую делалось по чисто техническим признакам, главным образом по применяемому материалу для возведения сооружений.
Против этих положений, делавших военно-инженерное искусство застывшим произведением геометрических построений и архитектурного крепостного классицизма, выступил видный русский военный инженер А. З. Теляковский. В написанном им и переведенном на многие европейские языки труде «Фортификация» обосновывается деление фортификации по назначению и характеру: использование укреплений в войне – полевая фортификация, по мнению А. З. Теляковского, имела тактическое значение, а долговременное инженерное оборудование ТВД – стратегическое. «Дело фортификации, – писал он, – приспособить местность посредством укреплений к выгоднейшему действию войск; место расположения укреплений указывается тактикой».
Российская Академия наук в своем постановлении о присуждении А. З. Теляковскому Демидовской премии отмечала, что в его трудах «раскрыта связь фортификации с тактикой и стратегией». С появлением его трудов заметно расширилась теоретическая область военно-инженерного искусства. Его идеи нашли практическое решение и дальнейшее развитие в Крымской войне 1853–1856 гг. при обороне Севастополя. Последователями идей Теляковского были видные русские военные инженеры К. А. Шильдер и Э. И. Тотлебен.
В ходе обороны Севастополя в 1854–1855 гг. зародилась новая система укреплений – полевые позиции как противодействие атаке рассыпным строем. Вместо узкой линии бастионов и связывающих их крепостных стен впервые была применена укрепленная полоса глубиной 1000–1500 м, состоявшая из нескольких линий траншей, создавались защищенные позиции для артиллерии, устраивались блиндажи для укрытия личного состава, широко велась подземно-минная борьба, впервые был использован электрический способ взрыва, появились взрывные фугасы и морские мины. Стрелковые окопы и траншеи, зародившиеся в Севастопольской обороне как новая форма полевых укреплений, широко применялись североамериканцами в гражданской войне.
Русско-турецкая война 1877–1878 гг. подтвердила правильность опыта Севастопольской обороны; возведение полевых укрепленных позиций в этой войне стало входить в систему. Причем оказалось, что стрелковые окопы и траншеи необходимо применять не только в обороне, но и в ходе наступления. Впервые в практике войск нашло применение самоокапывание. Это первыми сделали русские саперы, их примеру последовала пехота.