L’infelice posizione del Fort Mutin, costruito dai francesi alla fine del XVII secolo e caduto in mani sabaude nel 1708, riportò in primo piano la necessità di garantire la difesa della strettoia della Val Chisone. Dopo alcuni interventi, nel 1715, di risistemazione della ridotta francese Tre Denti, i grandi lavori, progettati da Ignazio Bertola, presero avvio dal Forte delle Valli.
Il forte, la cui fase settecentesca può dirsi conclusa solo nel 1786, si articola su tre sezioni. Il Forte S. Carlo, accessibile dalla Porta Reale, che ospita i fabbricati per la guarnigione come il padiglione degli ufficiali, il palazzo del governatore, la chiesa, i quartieri, i magazzini e le polveriere. Lungo il fronte ovest una linea di ventotto postazioni d’artiglieria forma due bastioni, il S. Carlo e il Beato Amedeo. Una scala “voltata a prova di bomba” assicura la comunicazione protetta con i forti superiori, il Tre Denti e il Forte delle Valli, quest’ultimo suddiviso in tre ridotte: Belvedere, S.Antonio e dell’Elmo.
Con l’ultima grande costruzione, la Ridotta Carlo Alberto, risalente al 1836-37 e destinata al controllo della strada di Francia in sostituzione al Fort Mutin, il comprensorio fortificato assume la sua forma definitiva.
Le visite del complesso sono gestite dai volontari dell'Associazione Progetto San Carlo-Forte di Fenestrelle.