Крепость была сооружена по проекту турецкого зодчего Синана по образцу западноевропейских крепостей бастионного типа. Строительство началось в 1538 году после вхождения города в состав Османской империи. Она была обнесена высоким земляным валом и глубоким рвом, который никогда не заполнялся водой. Крепость делилась на верхнюю, нижнюю части и цитадель. Общая площадь — около 20 га. С юго-западной стороны крепости располагался посад. Выгодное стратегическое положение на возвышенном берегу Днестра недалеко от его впадения в Чёрное море сделало город одним из опорных пунктов борьбы турок против России. Бендерскую крепость называли «крепким замком на османских землях». Одно из первых дошедших до нас описаний крепости оставил турецкий путешественник и писатель Эвлия Челеби.
На протяжении многих лет был предпринят ряд неудачных попыток захватить крепость. Зимой 1540 года молдавская армия под предводительством господаря Александра Корня осадила Бендерскую крепость, но овладеть ею не смогла. В 1574 году господарь Ион Водэ Лютый вместе с казаками гетмана Ивана Сверческого после взятия Бухареста неожиданно за несколько переходов приблизился к Бендерам и осадил крепость. Турки были застигнуты врасплох. Молдавско-казацкое войско быстро заняло посад, но стены крепости устояли. В связи с усталостью войска господарь организовал лагерь на господствующей высоте к северо-западу от крепости, но новый штурм начать не удалось, так как из Аккермана прибыло большое турецкое подкрепление. Ион Водэ разгромил врага, но турецкий султан велел крымскому хану собрать войско и двинуться к Дунаю. Узнав об этом Ион Водэ был вынужден снять осаду с Бендер.
В 1584 году турки заставили молдавского господаря Петра Хромого произвести ремонт Бендерской крепости. В 1594 году запорожские казаки во главе с гетманами Григорием Лободой и Северином Наливайко пытались захватить крепость, посад снова был сожжён дотла, но крепостью овладеть не удалось. Как молдавские, так и казацкие силы были слишком малыми, чтобы захватить одну из самых защищённых турецких крепостей. К тому ни одни осаждавшие не располагали соответствующей артиллерией, необходимой для штурма.
В 1709 году в Бендерах умер украинский гетман Иван Мазепа, бежавший сюда вместе с шведским королём Карлом XII после поражения в Полтавской битве. В 1713 году в Бендерах произошла битва между войсками Карла XII и турками, которые сначала предоставили ему и Мазепе убежище, а потом попытались взять в заложники.
Во время русско-турецких войн XVIII—XIX веков Бендерская крепость была трижды взята русскими войсками.
Крепость была окончательно упразднена в 1897 году.
Дислокация частей в XX веке
В крепости, а затем рядом с ней, начиная с 1920-х годов дислоцировались румынские, в 1940-41 советские, в 1941-44 румынские и одна немецкая, с 1944 снова советские воинские части. В советское время в крепости дислоцировалась ракетная бригада 14-й армии, понтонно-мостовой полк и авторемонтный завод. С 1996 года в крепости и рядом с ней дислоцируется воинская часть армии непризнанной ПМР. В 2008 году начата плановая реконструкция крепости. Реконструкцией (достройкой) руководит МВД ПМР.