La storia delle moderne fortificazioni nella zona di Fenestrelle ebbe inizio verso la fine del 1600. Da parecchi secoli la valle del Chisone era politicamente divisa in due parti: la parte superiore a ovest da Meano fino a Pragelato (chiamata anche val Pragelato) apparteneva al Delfinato che dal 1349 era sotto il regno di Francia, come pure l’alta val Susa (da Chiomonte in su, fino al colle del Monginevro).

La parte inferiore della val Chisone da Pinerolo fino a Perosa Argentina (chiamata anche val Perosa) era invece sotto il dominio dei Savoia, che controllavano anche la val San Martino (l’odierna val Germanasca), la bassa val Susa e la Savoia al di là del colle del Moncenisio. A partire dal 1500 il regno di Francia cercò più volte di conquistare i territori dei Savoia, occupando per ben due volte, dal 1536 al 1574 e dal 1630 Pinerolo e la bassa val Chisone. Fenestrelle era dunque da secoli territorio francese.

Nel 1688 scoppia la guerra della Lega di Augusta, combattuta dalla Francia contro una coalizione degli altri stati europei. Inizialmente il Duca Vittorio Amedeo II di Savoia si mantiene neutrale, poi il 4 giugno 1690 firma a Torino il trattato di alleanza con l'Imperatore Leopoldo contro la Francia e la Val Pragelato diventa per parecchi anni zona di guerra, anche se non di prima linea.

In campo sabaudo, le truppe valdesi della val San Martino conducono una serie di scorrerie e incursioni verso la val Chisone che costituiva una via di comunicazione essenziale per l’esercito francese, comandato dal generale Nicolas de Catinat[1], che visto il pericolo richiese così la costruzione di 3 ridotte e di un grande forte.[1] In particolare, nel 1692 il Re Sole ordinò la costruzione della prima versione di quello che fu in seguito chiamato Forte Tre Denti, ma che era allora solo una piccola ridotta.[2]

Nel luglio 1693 Vittorio Amedeo II e i suoi alleati conducono un attacco lungo la Val Pragelato, ma vengono bloccati all'altezza di Fenestrelle.[3] Nel 1694, sempre su consiglio di Catinat, il re di Francia diede inizio ai lavori di costruzione dell'imponente Fort Mutin, che sarà completata nel 1705.[4] La guerra fra la Francia e il Ducato di Savoia termina il 29 agosto 1696 con il trattato di Torino, con il quale i Savoia riottengono Pinerolo e i comuni sulla sponda destra della Val Chisone fino a Perosa. Prima di restituire Pinerolo, i francesi provvedono a smantellarne tutte le fortificazioni, per evitare di lasciare in mano sabauda una piazzaforte militare, e quindi il forte Mutin diventa l'elemento principale a protezione del confine che è ritornato ad essere fra Meano e Perosa.

Nel 1700 scoppia la Guerra di successione spagnola, inizialmente il Ducato di Savoia è alleato della Francia ma nel 1703 Vittorio Amedeo II cambia schieramento e i francesi danno inizio all'occupazione dei territori sabaudi, fino a mettere sotto assedio Torino nel 1706. Le sorti della guerra mutano dopo la battaglia di Torino del 7 settembre 1706 e negli anni successivi Vittorio Amedeo II e i suoi alleati sconfiggono più volte i francesi.

Nel luglio 1708 Vittorio Amedeo II dà inizio alla campagna militare che porterà alla conquista della Val Pragelato. Dopo aver espugnato Exilles, è la volta di Fenestrelle. A metà agosto[5] vengono iniziate le operazioni belliche che porteranno all'assedio del Forte Moutin, sulla riva destra del Chisone; il 23 agosto inizia il cannoneggiamento del forte, che costringe alla resa il comandante francese il 31 agosto.[4]

Da questo momento l'alta val Chisone passa di fatto sotto il dominio del Ducato di Savoia, situazione che verrà ratificata dopo la fine della guerra con il trattato di Utrecht del 1713 che sancì questa situazione spostando il confine tra la Francia e il Ducato di Savoia (che nel 1720 divenne Regno di Sardegna) sullo spartiacque alpino Dora-Durance, assegnando le valli di Susa e Chisone ai Savoia.[4]

Memore di come era riuscito a prendere il Fort Mutin, posto sul lato destro della valle, Vittorio Amedeo II incaricò l'ingegnere e architetto militare Ignazio Bertola di progettare un complesso di fortificazioni che, includendo il Fort Mutin (restaurato dopo il trattato di Utrecht) e le altre fortificazioni francesi, proteggesse la pianura torinese da eventuali tentativi francesi di invasione passando per la Val Chisone. Il progetto fu presentato nell'ottobre del 1727 e i lavori iniziarono nell'estate del 1728, proseguendo poi fino al 1850 con una lunga interruzione nel periodo dal 1793 al 1836.[6][7]

Nella progettazione dell'opera e nella direzione dei lavori, si susseguirono poi a Ignazio Bertola diversi altri ingegneri e architetti militari, tra cui si ricordano: Lorenzo Bernardino Pinto (che fu allievo del Bertola e si occupò anche del Forte di Exilles),[8] Nicolis di Robilant e Carlo Andrea Rana.[9] Vittorio Amedeo II, che nel 1720 era stato proclamato re del Regno di Sardegna a seguito dell'annessione del regno al Ducato di Savoia, vide realizzata solo una parte del forte di cui aveva richiesto l'edificazione perché abdicò nel 1730 a favore del figlio Carlo Emanuele III, incaricandolo della prosecuzione dell'opera.

Il progetto originale del Bertola prevedeva la realizzazione di un'opera che sbarrasse l'intero versante sinistro della valle, ma all'inizio dei lavori di costruzione fu data priorità alle opere nella parte più alta, sul monte Pinaia, poiché il fondovalle era ben protetto dal Fort Mutin che, dopo i lavori di ricostruzione, era tornato pienamente in funzione.[4] In definitiva, nella fase iniziale di realizzazione della fortezza si costruirono la Ridotta dell'Elmo, la Ridotta Sant'Antonio e la Ridotta Belvedere che, separate tra loro da profondi fossati e collegate solamente attraverso una serie di ponti, formavano il Forte delle Valli.

In seguito venne realizzato il collegamento con il fondo valle inglobando una preesistente ridotta francese, chiamato poi Forte Tre Denti, e costruendo, a partire dal 1731 l'imponente Forte San Carlo. Il collegamento tra le varie componenti del complesso, oltre che dalla strada che risale da Fenestrelle fino al Forte delle Valli (la Strada dei Cannoni) era garantito da una scala coperta di 3.996 scalini che risale tutto il fianco sinistro della valle collegando la piazza d'armi del Forte San Carlo con le ridotte del Forte delle Valli.

Al fine di proteggere il fondovalle da eventuali azioni nemiche, tra il 1836 e il 1850, in sostituzione dell'ormai obsoleto e pericolante Fort Mutin, venne realizzata la Ridotta Carlo Alberto posta a cavallo della strada risalente la valle.[10]

Il cardinale Bartolomeo Pacca, separato da Pio VII, fu tenuto qui prigioniero dell'esercito di Napoleone dall'agosto 1809 al gennaio 1813.

Dopo la proclamazione del Regno d'Italia, tra il 1874 e il 1896 la fortezza venne ulteriormente potenziata ed ammodernata. Infatti i risalti del Forte San Carlo furono trasformati in casematte in grado di ospitare i nuovi cannoni ad anima rigata da 12 GRC/Ret e da 15 GRC/Ret.[9]

A partire da 1882, anno in cui l'Italia firmò il patto della Triplice Alleanza, la zona di Fenestrelle e dell'Assietta venne militarmente potenziata con l'aggiunta di altri avamposti tra cui si ricordano il Forte Serre Marie, la Batteria del Gran Serin e, posti verso il Colle delle Finestre, l'omonimo fortino e il Corpo di Guardia del Falouel che viene comunemente chiamato il Dado a causa della sua forma cubica.[11]

A partire dal 1887 fin dopo la fine della prima guerra mondiale, il forte di Fenestrelle fu la sede del Battaglione alpino "Fenestrelle" inquadrato nel 3º Reggimento Alpini. In memoria di questi soldati è gratuitamente visitabile un piccolo museo all'interno della fortezza, composto da cimeli originali.[12]

Con l'avvento del fascismo la struttura venne nuovamente usata come prigione per detenuti politici ostili o non sufficientemente collaborativi col regime. Come facilmente s'intuisce dalla forma dei caratteri utilizzati, risale al quel periodo l'iscrizione: Ognuno vale non in quanto è, ma in quanto produce essa infatti si trovava in uno degli uffici allora destinati come fureria e stava ad indicare come si venisse giudicati per ciò che fattivamente si faceva per lo Stato fascista e non per i propri natali, conoscenze politiche o possibilità economiche in genere.

Nel corso della seconda guerra mondiale la fortezza conobbe il suo unico vero momento di azione militare quando, nel luglio del 1944, la parte orientale della Ridotta Carlo Alberto venne fatta esplodere dai partigiani della divisione "Adolfo Serafino" allo scopo di rallentare l'avanzata delle truppe nazi-fasciste che avevano lanciato una vasta operazione antipartigiana nelle vallate alpine.[13] Dopo la fine della seconda guerra mondiale nel 1946, l'Esercito Italiano decise di dismettere completamente la struttura del Forte di Fenestrelle che era ormai obsoleta da un punto di vista militare. La fortezza venne quindi abbandonata e subì danni dovuti al degrado, alle intemperie e al saccheggio. In pratica, nel corso degli anni, venne rimosso tutto ciò che era possibile asportare: infissi, porte e persino le travi dei solai delle caserme.

A partire dal 1990, grazie all'azione di un gruppo di volontari, è iniziato il recupero della struttura: al suo interno vengono realizzate visite guidate ed organizzate rappresentazioni teatrali e culturali. Nel 1992 è stato redatto per conto del Demanio e del Ministero dei Lavori Pubblici un progetto generale di rifunzionalizzazione per opera dell'architetto Donatella D'Angelo, che ha portato a conoscere le problematiche costruttive e di riuso del più grande Forte d'Europa. Dal 1999 è diventata il simbolo della Provincia di Torino[14] e nel 2007 il World Monuments Fund l'ha inserita nella lista dei 100 siti storico-archeologici di rilevanza mondiale più a rischio (insieme ad altri 4 siti italiani).[15]