Od momentu przybycia w rejon Torunia, Krzyżacy rozpoczęli pracę nad przystosowaniem opuszczonego grodu do celów obronnych. Nową siedzibę najpierw otoczono umocnieniami drewniano-ziemnymi i kamiennym murem, z którego do dzisiejszego dnia pozostał fragment z bramą. Prace posuwały się szybko i były na tyle skuteczne, że w latach 1242-1246 gród zdołał odeprzeć ataki Prusów oraz księcia Świętopełka. W tych latach wybuchło tzw. pierwsze powstanie pruskie, do którego przyłączył się książę pomorski. Powstańcy zdobyli wówczas większość zamków krzyżackich oprócz: Torunia, Chełmna i Radzynia.
Około 1250 roku Krzyżacy uznali za konieczne postawienie zamku murowanego. W źródłach odnajdujemy informacje, że w 1263 roku trwały prace przy wznoszeniu kaplicy zamkowej, a wszyscy budujący ją mieli dostać odpust od biskupa warmińskiego – Anzelma. W tym samym cyklu budowlanym postawiono również refektarz, a następnie kuchnię z dormitorium. W późniejszym okresie powstało skrzydło wschodnie z gdaniskiem, kapitularzem i krużgankami oraz całe skrzydło północno-zachodnie. O tym skrzydle zamku wiemy najmniej, do naszych czasów przetrwało jedynie kilka tajemniczych pomieszczeń niewiadomego przeznaczenia.Powstało również międzymurze i fosa zamku głównego o szerokości od 10 do 13m. Przedzamcza zamku głównego wykorzystano do postawienia budynków spełniających funkcje gospodarcze.