Сначала в устье Оми для обороны строителей крепости и охраны военного снаряжения было возведено два небольших редута: треугольный и четырёхугольный. Работы по их строительству возглавлял участник похода И. Д. Бухгольца швед-артиллерист Каландер. В 1717 году из Тобольска был прислан чертеж «О строении Омской крепости за Омью рекою и дворов в линию». Строил её майор Аксаков, от имени которого велась вся переписка по возведению первой крепости. Местом её постройки был крутой берег Оми высотой 12—15 м, в 500 м от Иртыша. Крепость занимала площадь около 6 гектаров (сейчас на этом месте находится музыкальный театр, площадь им. В. И. Ленина).
Вопрос о форме крепости является дискуссионным. По мнению А. Ф. Палашенкова и В. И. Кочедамова, она имела неправильную форму пятиугольника. А. Д. Колесников в своей статье «Основание Омской крепости и её роль в заселении Прииртышья» считает это ошибочным, ссылаясь на сообщение Тарской воеводной канцелярии. В 1734 году она сообщала российскому историографу Г. Ф. Миллеру, что Омская крепость четырёхугольная. Миллер, посетив Омскую крепость в том же году, писал:
«Низкий земляной вал в фигуре правильного пятиугольника обнесён палисадом с пятью таких же болверков (бастионов) на углах… Правда, что в бытность мою там в 1734 году крепость была четырёхугольная… Но как на др. год в Селенгинск я прибыл, и там застал господина Бухольца бригадиром и комендантом, то он меня обнадежил, что заложенная им крепость подлинно так сделана была, как она прежде описана…»