De verdedigingswerken in de Grebbelinie stammen grofweg uit twee periodes. In de eerste plaats de 18e eeuw en veel later de aarden en betonnen versterkingen uit 1939-1945.
In de oudste periode zijn de basiselementen te zien van het 16e en 17e eeuwse Oud-Nederlandse stelsel met veel aandacht voor het vijfhoekige, flankerende aarden bastion. Ook hoornwerken zijn veelvuldig toegepast; twee halve bastions verbonden door een courtine. Deze hoornwerken zijn aangelegd aan de Grebbe (1745), bij de Roffelaar(1793), Juffrouwwijk(1799), Asschat (1799), Coelhorst (1799), de Engelaar (1799) en het Werk bij krachtwijk (1799). Typisch 18e eeuwse elementen die refereren aan het Nieuw Nederlandse stelsel van Menno van Coehoorn zijn de holgebogen flanken en de grote bastions van het Fort aan de Buursteeg en de getenailleerde (zigzag) wallen van het Werk aan de Glashut. Het Nieuw Nederlandse stelsel werd echter vrijwel nergens consequent toegepast vanwege de tijdrovende en dure aanleg.
In vrijwel alle werken wordt de basis gevormd door een gracht, een berm(soms begroeid met dicht en ondoordringbaar struikgewas), een borstwering, een banket voor de infanteristen, hier en daar batterijen voor het geschut, een walgang voor de verplaatsing van troepen en een open keel aan de westzijde. Ook de liniedijk was op veel plaatsen voorzien van banket en walgang, al klaagde men in de 18e eeuw regelmatig over de beperkte breedte ervan. In de gewenste situatie zouden twee koetsen elkaar op de walgang moeten kunnen passeren en dat was op de Grebbeliniedijk niet mogelijk.
In de periode voor de Tweede Wereldoorlog bracht het veldleger loopgraven aan in de liniedijk en de voorposten van de Grebbelinie, die voor de gelegenheid was omgedoopt in “Valleistelling”. De restanten van loopgraven zijn nog op veel plaatsen aanwezig. Natuurlijk op de Grebbeberg, maar ook in het Voorwerk bij Asschat en de liniedijk bij Leusden en Woudenberg. Bij “Hoeve de Beek” en op de Grebbeberg zijn enkele loopgraven gereconstrueerd.
Opvallende verschijningen uit de periode 1939-1945 zijn de Nederlandse kazematten en Duitse bunkers in gewapend beton. Hoewel een deel van het beton onder de grond is gestopt, worden regelmatig betonnen versperringen en verloren gewaande kazematten teruggevonden. De Stichting Grebbelinie zet zich in om deze elementen weer ‘boven water’ te krijgen.