La necessità di garantire la difesa del caposaldo segusino, che il cinquecentesco forte di Santa Maria non era in grado di assicurare, fu alla base del grandioso progetto di fortificazione dell’altura della Brunetta. I lavori, iniziati nel 1709, con la guerra di Successione di Spagna ancora in corso, videro protagonisti nella loro direzione tutti i principali ingegneri del Regno di Sardegna: Antonio Bertola, Luigi di Willencourt, Ignazio Bertola, il Pinto di Barri e, infine, il Nicolis de Robilant.
Le rocce dell’altura furono rimodellate nella forma dei baluardi progettati, limitando così gli interventi propriamente costruttivi alla sezione sommitale delle opere. Ai tre fronti principali verso occidente, difesi da un sistema di contromina, seguiva il più elevato forte dell’Aquila, difeso verso est da due fronti bastionati. In questo corpo centrale furono collocati il palazzo del Governo, il padiglione dello Stato Maggiore, la cisterna e i forni, la chiesa del Beato Amedeo e il gran pozzo. I quartieri della guarnigione furono edificati all’estremità orientale del complesso, a ridosso della ridotta Catinat.
Il forte Santa Maria fu incorporato nell’impianto fortificato per mezzo della comunicazione di Giaglione, attraverso il vallone di Pradonne, alle spalle della quale trovò posto l’Ospedale, l’ultima grande costruzione del complesso, ancora oggi conservata.
Alla fine della guerra della Alpi, le clausole della pace di Parigi del 1796 sancirono la fine della Brunetta, che fu demolita con le mine.
