Pada tahun 1787 ketika pemerintahan Belanda di Indonesia dipimpin oleh Gubernur Johannes Sioeberg, benteng ini diminta untuk dibangun dengan unsur bangunan yang lebih kuat. Sri Sultan Hamengkubuwono I menyetujui permintaan tersebut sehingga kemudian terjadilah penguatan bangunan terhadap benteng tersebut.Â
Penguatan bangunan pada benteng ini selesai pada tahun 1787 yang kemudian dinamai dengan benteng Rustenburgh. Keberadaan Benteng Rustenburgh ini digunakan sebagai benteng kompeni. Adapun nama Rustenburgh sendiri artinya adalah tempat istirahat (Sayidi, 2022). Maka demikian, penamaan Benteng Rustenburgh ini bermakna bahwa benteng tersebut menjadi tempat peristirahatan kompeni, yaitu Belanda. Setelah penyempurnaan bangunan benteng ini, pihak Belanda kemudian mendominasi kekuasaan atas penggunaan benteng meskipun tanahnya miliki pemerintahan Kasultanan Yogyakarta.
Seiring dengan perubahan kekuasaan kolonialisme di Indonesia, kepemilikan Benteng Rustenburgh ini turut sering berganti alih. Ketika Indonesia dikuasai oleh VOC, maka benteng ini digunakan untuk kepentingan VOC. Begitu pun ketika kolonialisme di Indonesia sedang dikuasai  oleh Inggris, benteng ini pun penggunaannya diambil alih oleh Inggris. Ketika benteng ini dikuasai oleh Inggris, hubungan antara Kasultanan Yogyakarta dengan Belanda makin terlihat dengan baik. Kemudian saat Belanda mengambil alih kembali Indonesia dari Inggris, maka benteng ini kemudian dikuasai lagi oleh Belanda.
Yogyakarta pernah dilanda oleh bencana alam gempa bumi dengan kekuatan besar sehingga menimbulkan kerusakan yang dahsyat pada tahun 1867. Benteng Rustenburgh ini tidak luput dari kerusakan yang disebabkan oleh gempa tersebut. Akibat gempa tersebut, banyak bangunan yang roboh termasuk bangunan-bangunan utama.Â
Hancurnya bangunan ini kemudian segera diatasi dengan diadakannya pembangunan kembali bagi bangunan yang rusak parah. Selain pembangunan kembali pada gedung yang hancur, benteng ini pun kemudian mengalami pembenahan pada bagian-bagian yang rusak. Setelah selesai dibangun kembali inilah, Benteng Rustenburgh kemudian diganti namanya menjadi Benteng Vredeburg. Secara bahasa, Vredeburg ini memiliki arti sebagai suatu perdamaian. Penamaan ini didasarkan pada sikap masing-masing pihak, baik Belanda maupun Indonesia, yang tidak saling menyerang dan berupaya untuk menjaga perdamaian.
Sejak saat itu, benteng ini tidak lagi hanya sekedar benteng kompeni untuk tempat beristirahat. Lebih jauh, keberadaan benteng ini telah menunjukkan adanya hubungan baik antara pihak Belanda dan Kasultanan Yogyakarta. Namun demikian, fungsi awal benteng ini sebagai benteng pertahanan bagi Belanda tetap dijalankan. Hal ini dibuktikan dengan dibangunnya bangunan lain yang difungsikan sebagai markas tentara Belanda. Markas tersebut di antaranya berupa rumah perwira, asrama tentara, gudang senjata, dan rumah sakit. Keamanan di benteng ini dapat dikatakan sangat aman sehingga sering digunakan pula sebagai tempat menginap bagi para residen yang sedang berkunjung ke Kota Yogyakarta.
Setelah Jepang pergi, Indonesia memasuki masa kemerdekaan sehingga benteng ini kembali menjadi milik Indonesia. Oleh sebab pada dasarnya benteng ini merupakan benteng pertahanan, maka ketika Indonesia merdeka pun benteng ini digunakan sebagai markas pertahanan Tentara Nasional Indonesia hingga tahun 1977.Â
Kemudian setelah tahun 1977 benteng ini dikelola oleh Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan dan dijadikan sebagai gedung Pusat Informasi dan Pengembangan Budaya Nusantara. Penggunaan ini tidak lama karena pada tahun 1985 benteng ini kemudian dijadikan sebagai museum dan dapat dikunjungi oleh masyarakat umum (Annisa dan Dewi, 2022).
Fungsi bangunan Benteng Vredeburg sebagai museum ini terus berlanjut hingga hari ini. Penamaan benteng ini sebagai museum memiliki banyak pergantian nama. Hingga kini nama yang disematkan pada benteng ini adalah Museum Benteng Vredeburg. Pemugaran Benteng Vredeburg menjadi museum ini meningkatkan daya tarik benteng ini sebagai tempat wisata dan pendidikan khususnya di Kota Yogyakarta. Museum ini berdiri dengan tujuan untuk pengembangan, pemanfaatan, dan perlindungan koleksi. Koleksi ini terhimpun secara menyeluruh tentang pengetahuan sejarah Indonesia. Sehingga dapat dikatakan bahwa fungsi benteng ini kini sudah berbeda dengan fungsi Benteng Vredeburg yang sebenarnya.