De Grebbelinie is vrijwel geheel aangelegd in de 18e eeuw, vanaf 28 november 1744 tot de tweede helft van 1799. De aanleg geschiedde in fases. In de eerste periode werd de liniedijk van de Slaperdijk tot de Eemdijk gerealiseerd, samen met de sluizen, de keerkaden en het hoornwerk aan de Grebbe.
De tekeningen van B.J. de Roij bleven bewaard voor de Directeur-Generaal van de periode 1785-’86, C.D. Du Moulin. Hij droeg zorg voor de verbetering van de linie door Spakenburg, de Slaperdijk en de Grebbe te versterken en het Fort aan de Buursteeg in gewijzigde vorm aan te laten leggen.
In de jaren voor de Franse inval deed de Republiek haar best om van de linie een serieuze hindernis te maken. Waar wegen de linie kruisten, kwamen batterijen en de liniedijk kreeg een meer onregelmatige vorm op bedreigde plaatsen, zoals bij Lambalgen. Vanwege de strenge vorst speelden de waterlinies in 1795 geen grote rol, al beleefde de Grebbelinie haar eerste inundatie. Hoewel een aantal sluizen defect raakten, bleek het idee om in de Gelderse vallei een waterlinie te maken wel te werken.
Tijdens de Franse bezetting legde men de laatste hand aan de linie. De Linie van Juffrouwwijk, de gedekte weg aan de Grebbe, de voorposten bij Asschat, Coelhorst en de Engelaar stammen uit die periode. Er werden in 1799 tevens twee batterijen aangelegd langs de Oostdijk te Spakenburg. Nadat de Pruisen waren verslagen in de Slag bij Jena (1806) taande de belangstelling voor de linie. Pas in de tweede helft van de 19e eeuw zette men de werkzaamheden voort. Ze mondden vooral uit in verbeteringen van de waterwerken, zodat de inundatie beter gecontroleerd kon worden. Tegen het einde van de negentiende eeuw leek de rol van de Grebbelinie geheel uitgespeeld, al was ze nog wel opgenomen in het vestingstelsel.