Architektura Twierdza w Brodach składała się z ufortyfikowanego miasta i bastionowej cytadeli wzniesionej na planie regularnego pięcioboku otoczonej głęboką fosą. Wały usypane zostały z ziemi i oskarpowane murami z cegły i kamienia z kamiennymi detalami architektonicznymi. Cytadela powiązana była osiowo z dziesięciobocznymi, bastionowymi fortyfikacjami miasta.
Brama cytadeli znajdowała się od strony miasta i wiódł do niej zwodzony most i grobla, osłonięte dodatkowo rawelinem wysuniętym przed kurtynę murów. Bastiony o prostych barkach rozwiązano podobnie jak w pałacu Koniecpolskich w Podhorcach. Kazamaty od strony dziedzińca ozdobione były kamiennym detalem, swoją architekturą nawiązują do wzorów włoskich. Pomieszczenia w kazamatach ze sklepieniami krzyżowymi połączone były amfiladowo, w bastionach znalazły się sześcioboczne sale o sklepieniach palmowych opartych na środkowym słupie. W kazamatach znajdowały się kwatery wojska, magazyny i pomieszczenia gospodarcze, dowódca twierdzy mieszkał w drewnianym budynku na dziedzińcu.