Le fort de Plappeville appartient à la première ceinture fortifiée de Metz conçue pendant le Second Empire par Napoléon III. La première ceinture fortifiée de Metz se compose des forts de Saint-Privat (1870), de Queuleu (1867), des Bordes (1870), de Saint-Julien (1867), Gambetta, Déroulède, Decaen, de Plappeville (1867) et du Saint-Quentin (1867), la plupart inachevés en 1870, lorsque la Guerre Franco-prussienne éclate. Durant l’Annexion, Metz, dont la garnison allemande oscillera entre 15 000 et 20 000 hommes au début de la période, et dépassera 25 000 hommes avant la Première Guerre mondiale, devient progressivement la première place forte du Reich allemand.
Le fort de Plappeville est conçu dans l’esprit des « forts détachés », concept mis au point par le lieutenant-colonel du génie Raymond Adolphe Séré de Rivières. Le but était de former une enceinte discontinue autour de Metz, faite de forts d’artillerie espacés d’une portée de canons. Les travaux débutent en 1867. Composé de 43 bâtiments, casernes, batteries et poudrière, la surface bâtie est de 14 700 mètres carrés. Lorsque la guerre de 1870 éclate, le fort de Plappeville, dont les fossés secs avaient été creusés dans la roche calcaire du plateau, était encore en construction. Lorsque le commandant Duchêne en prit le commandement le 9 août 1870, la caserne était achevée, tout comme les escarpes et contrescarpes, les parapets et les glacis. Mais il manquait encore de la terre sur les glacis et surtout sur les magasins à poudre. Le 2 septembre 1870, le maréchal Bazaine envoya donc 1000 terrassiers pour aider les 800 hommes de la garnison à terrasser les glacis et les magasins à poudre, remblayant deux mètres de terre supplémentaires. À la fin du siège de Metz, le 27 octobre 1870, le fort était achevé. Doté de 75 pièces d’artillerie, pouvant tirer chacune 300 coups, le fort aurait pu soutenir un siège bien plus long. Mais le sort de la guerre en décida autrement et les troupes allemandes prennent bientôt possession du fort. Le 22 novembre 1870, un dépôt de munitions du fort de Plappeville explose accidentellement, blessant ou tuant des prisonniers de guerre français. Le fort est occupé par les troupes allemandes jusqu’à la fin des hostilités, avant de devenir la propriété du gouvernement impérial allemand, après le Traité de Francfort.
D’une superficie de 46 ha, le système défensif est complété et perfectionné par les ingénieurs allemands entre 1871 et 1898. Le fort est conçu pour recevoir environ 1 617 hommes, 78 bouches à feu, 55 200 charges, 1 347 000 cartouches et 185 074 kg de poudre à canon et à fusil. À demi enterré derrière un système défensif en talus, côté plateau, il domine au sud-est la vallée de la Moselle. Conçu pour résister à distance aux tirs d’artillerie, il est tout de même entouré d’un système de douves sèches, évoquant les fortifications de Vauban. Des fortins avancés munis de tourelles d’artillerie, disséminées sur le plateau de Plappeville, complètent la défense du fort principal. Du côté du col de Lessy, deux de ces batteries cuirassées, plus importantes, sont dotées chacune de quatre tourelles équipées pour des canons de 150 mm.