El Castillo de Montjuïc consta de cuatro baluartes: dos localizados en los ángulos de la cortina de la fachada principal y dos más situados ya en el segundo recinto.

El baluarte de Sant Carles

El baluarte de Sant Carles, situado en el extremo este del Castillo, es el único de los cuatro que Cermeño creó a partir de cero, con el objetivo de dotar de defensa al flanco marítimo. Se trata del baluarte más pequeño de los cuatro que tiene el Castillo y debe su nombre al rey Carlos III de Borbón (1759-1788). Su edificación supuso el refuerzo de las defensas del sector litoral, que solo contaba con una batería, y cuyo cierre, hasta el momento, se realizaba gracias al muro que nacía del extremo del fortín primitivo y seguía el recorrido del actual camino cubierto. Su construcción se dio por finalizada en 1773.

Este baluarte presenta una planta pentagonal regular, habitual en este tipo de construcciones, y está situado a unos catorce metros por encima del foso perimetral. La escarpa o talud está edificada con mampostería de cal y piedra revestida con sillar. El flanco y ala izquierdos están dotados con troneras –aperturas practicadas en el muro de una fortificación por las que podían dispararse los cañones a cubierto del fuego enemigo, y que servían para proteger el puente de entrada del Castillo- y con dos garitas -que servían de cobijo de los centinelas-. Un baluarte puede contener hasta doce piezas de artillería, entre cañones y obuses, y hasta cinco morteros.

Bajo el terraplén, en el flanco marítimo, hay dispuestas dos naves paralelas y cubiertas con bóveda de cañón y con siete ventanas, destinadas al almacenamiento de víveres y artillería y conectadas con las dependencias de la parte subterránea de la cortina de mar. Sobre las bóvedas se organizó un sistema de recogida y extracción del agua que se filtraba a través de la tierra del parapeto. La documentación recogida habla de un sistema de tubos de cerámica y conductos de ladrillo que permitía la expulsión de estas aguas al exterior mediante gárgolas, de las cuales alguna aún sigue en funcionamiento. Con posterioridad, estas naves fueron utilizadas como espacios del Museo Militar. En la parte superior del terraplén se conservan dos baterías de artillería.

El baluarte de Sant Carles no sufrió cambios significativos en su uso hasta la transformación del primer recinto en Museo Militar y parque público. Entre 1937 y 1938 se colocaron cuatro baterías de costa que acabaron sirviendo para las salvas de honor. Con la apertura al público en 1963 se pavimentó el terraplén y se acondicionaron las troneras como miradores del foso, mientras que las dos naves del lado del mar se convirtieron en salas de exposición del Museo Militar, y las del foso, en almacén.

El baluarte de Santa Amàlia

El baluarte de Santa Amàlia se edificó también durante la reforma de Cermeño, aunque no era sino la continuación por el flanco derecho del antiguo baluarte de Santa Isabel, edificado en época del virrey Velasco y al que se había cambiado de nombre en honor a la reina María Amalia de Sajonia, esposa de Carlos III.

El baluarte se eleva catorce metros sobre una planta pentagonal irregular con el ángulo orientado al norte. La escarpa -el talud de la parte baja de la muralla que forma una de las paredes del foso- está construida con mampostería de cal y piedra revestida con sillar. Todos los lados del baluarte están provistos de troneras –aperturas practicadas en el muro de una fortificación por las que podían dispararse los cañones a cubierto del fuego enemigo- y tres garitas. El baluarte podía disponer de hasta veintiocho piezas de artillería, entre cañones y obuses, y más de seis elementos de mortero. En el corredor elevado aún pueden apreciarse las marcas de los rieles de una serie de piezas de artillería. En el centro del baluarte había un pozo que comunicaba con una cisterna subterránea de dos naves que se abastecía gracias a las aguas pluviales y que tenía como función principal proveer de agua la fortaleza.

El baluarte de Velasco

Después de la Guerra dels Segadors (a mediados del siglo XVII) tuvo que hacerse una primera prefiguración de lo que habría de ser el nuevo Castillo de Montjuïc, que ya preveía la construcción del segundo recinto, con los dos baluartes de los extremos y también el de Santa Amàlia. Los trabajos ya estaban en marcha hacia 1672, pero no será hasta la guerra con Francia, en 1694, que se dará un impulso importante a los trabajos.

El baluarte de Velasco, situado en el segundo recinto del Castillo, es el mayor de los cuatro. Situado en el extremo interior de la montaña y orientado hacia el valle del Llobregat, está dedicado al virrey Francisco Fernández de Velasco, impulsor de su construcción, y probablemente tiene como precedente uno más antiguo dedicado a San Felipe. El virrey Velasco impulsó las obras de fortificación del Castillo, diseñadas por el ingeniero militar Josep Chafrion (1653-1698) y ejecutadas por el maestro de obras Pau Martí. Con el paso de la ciudad a manos del archiduque Carlos, las obras en el segundo recinto se detuvieron y no se reemprendieron hasta después de la Guerra de Sucesión (1700-1714).

La gran reforma de Cermeño prácticamente no afectará a la estructura del baluarte y mantendrá el mismo aspecto que a día de hoy, ya que no se modificará su uso y se mantendrá como posición defensiva. Se tiene constancia, no obstante, de que en cierto momento se edificaron barracones como almacenes de artillería y, posteriormente, con la transformación del primer recinto en Museo Militar y parque público, se habilitaron como zona de telecomunicaciones.