Twierdza została zbudowana na wysokim brzegu Wisły po upadku powstania listopadowego, w latach 1832–1834, na rozkaz cara Mikołaja I Romanowa. Oficjalnie nazwano ją Cytadelą Aleksandrowską. Cytadela została wzniesiona przez władze carskie jako świadectwo okupacji miasta i ku przestrodze (zastraszeniu) jego mieszkańców. Obiekt kosztował 11 mln rubli. Z terenu budowy przesiedlono około 10000 osób oraz zburzono ponad 250 posesji. Początkowo pierścień murów liczył 2680 m długości i obejmował obszar 10,5 ha. W ciągu następnych kilkunastu lat dobudowano pierścień fortów zewnętrznych z basztami artyleryjskimi. Wzdłuż murów obronnych zbudowano 4 bramy i do połowy otoczono fort fosą. W 1837 r. na wyposażeniu Cytadeli było ponad 210 dział i około 150000 pocisków, a w r. 1863 stan ilościowy dział zwiększył się do 555. Zasięg ognia z tych dział wynosił 1500 m. W strefie ognia znajdowało się więc Stare Miasto i Nowe Miasto. Kilkunastotysięczny garnizon rosyjskich żołnierzy był przygotowany do stłumienia przejawów niepodległościowych dążeń Polaków. W czasie pokoju stacjonowało w Cytadeli 5000 żołnierzy, a w czasie powstania styczniowego w 1863 r. garnizon powiększył się do 16000 wojskowych. Pod koniec XIX w. Cytadela zajmowała obszar 60 ha.
Od początku istnienia Cytadela Warszawska pełniła również rolę więzienia ze sławnym X Pawilonem. W obrębie Cytadeli wybudowano 104 kazamaty więzienne mogące pomieścić około 3000 osób. Cytadela była miejscem więzienia uczestników powstań narodowych i działaczy ruchu niepodległościowego. Była też miejscem egzekucji wielu patriotów i rewolucjonistów w okresie zaborów. W jednej z cel w X Pawilonie, pod koniec powstania styczniowego w 1864 r., przebywał Romuald Traugutt. Więźniem Cytadeli był również Józef Piłsudski, osadzony w 1905 r. W latach 1910-1911 za swą działalność konspiracyjną był trzykrotnie aresztowany i więziony w Cytadeli Stefan Starzyński.

Od strony Wisły znajduje się Brama Straceń, która wcześniej nosiła nazwę Wrót Iwanowskich. Tą bramą skazańców wyprowadzano z X Pawilonu, na stok od strony Wisły, na egzekucję. Przed Bramą Straceń znajduje się symboliczny cmentarz zgładzonych więźniów w Cytadeli Warszawskiej. Jest tu ustawionych 137 kamiennych krzyży oraz kilka żydowskich macew (płyt nagrobnych).

Po uzyskaniu niepodległości przez Polskę w 1918 r., w Cytadeli stacjonowało Wojsko Polskie, m.in. 21 pułk piechoty „Dzieci Warszawy” i 30 pułk strzelców Kaniowskich. W czasie okupacji niemieckiej w Cytadeli przebywali żołnierze Wehrmachtu i SS. Po II wojnie światowej obiekt przejęło wojsko. Aktualnie ma tu siedzibę Dowództwo Wojsk Lądowych. Od 1963 r. we wschodniej części twierdzy mieści się Muzeum X Pawilonu. W Cytadeli (teren wojskowy), w ceglanej kaponierze (zakryty obiekt fortyfikacyjny, przeznaczony do prowadzenia ognia skrzydłowego lub skośnego w dwóch przeciwległych kierunkach), znajduje się Muzeum Tradycji Wojsk Lądowych.
Do 2013 r. planuje się, w oparciu o obiekty Cytadeli Warszawskiej, utworzenie Muzeum Wojska Polskiego, Centralnego Archiwum Wojskowego, Domu Żołnierza Polskiego i Biura Badań Historycznych. Powierzchnia muzeum ma zajmować około 40000 m2.
Cytadela Warszawska, jako jeden z najlepiej zachowanych obiektów architektury obronnej XIX wieku, jest uznana za zabytek.

Ten opis pochodzi z wirtualnego projektu CHODŹ NAD WISŁĘ, który zrealizowała Fundacja Ja Wisła dzięki dofinansowaniu otrzymanemu z Urzędu Miasta St. Warszawy i wpłat z 1% podatku.