Из Архангельского порода в новый острог были подвезены пушки и порох. Острог, конечно, не мог защитить посады от пожара и разоренья, но жители могли укрыться за его стенами. Не отличалась значительной силой и огневая мощь укрепления: «...людей в нем служилых с огненным боем всего 50 человек, а иных нет». Однако «ворам» под стенами Холмогорского острога пришлось вновь столкнуться с тем, что они уже хорошо знали и испытали на себе, — со смелостью и стойкостью северян, активностью в обороне.
Первая вылазка холмогорских стрельцов и «охотников» закончилась тем, что штурмующие потеряли важную возможность скрытно подтянуть силы к острогу и укрепиться на подступах к нему (стрельцы подожгли близлежащие посадские постройки и церковь Зосимы и Савватия, чтоб «ворам» близ острога «не засесть»).
Казаки осадили острог с двух сторон — со стороны Глинского посада и со стороны Падракурья и стали готовиться к решающему штурму наугольной башни «с возами соломенными и смоляными».
Очередная вылазка защитников лишила осаждающих подготовленных к штурму зажигательных снарядов. Разногласия в стане неприятеля и, вероятно, неуверенность в результатах предстоящих штурмов заставили его отказаться от дальнейшей осады острога и уйти.
Более сильным врагом оказалась Северная Двина, которая подмыла берег и разрушила острог. События показали, что оставлять крупнейший двинский посад без достаточно сильной крепости опасно. Поэтому по государеву указу на Холмогорах «в Качкове острог поставили на новом месте для того, что прежний острог, который был в нижней половине, от Двины реки стены и башни подмыло и льдом сломило».
Описание нового холмогорского острога, поставленного при воеводе Дмитрии Петровиче Пожарском-Лопате между Курцевским и Глинским посадами (точнее, на Курцевском посаде), не было опубликовано, и поэтому характер этого холмогорского укрепления не был известен. Правда, в свое время «Архангельские губернские ведомости» отмечали, что острог, построенный в 1621г., имел четверо ворот — Северные, Спасские (южные), Алексеевские (восточные) и Западные 19. Сейчас представилась возможность дать более полную и точную характеристику военно-оборонительного сооружения, положившего начало постоянной крепости «на Холмогорах».
Описание нового холмогорского острога полностью приводится в писцовой книге Мирона Вельяминова и его помощников 1622— 1624 гг., т. е. вскоре после завершения строительства. Точная дата постройки холмогорского острога не 1621, а 1623 г.: «На Курцове на посаде острог, а поставлен тот острог в один тын во 1623 году Спаса с Курцова на земле деревни дьячей Качкова тож да деревни Фадеевской» 20. Острог имел 11 башен: 4 четвероугольных и 7 шестиугольных, двое ворот — под Спасской шестиугольной башней и водяные, ведущие в крепость. Овтальные девять башен были глухими. Территория укрепления была довольно значительной — стена с башнями имела протяженность 962 сажени с полусаженью, это в два с лшрним раза больше Архангельского деревянного «города» (417 сажен). Все угловые («наугольные») башни имели два этажа «мостов» и соответственно три яруса «боя»: подошвенный, средний и верхний. Кроме того, четвероугольные башни с напольной стороны имели также три яруса «боев». В стене были бойницы нижнего боя и с висячих галерей — с «мостов» через бойницы верхнего боя защитники могли простреливать близлежащую местность.
Следует признать, что пушечный «наряд» не соответствовал масштабам укрепления — он невелик, всего 19 стволов. Это можно объяснить лишь тем, что крепость была только что построена и вооружение ее не было доведено до конца. Кстати, на это обстоятельство наталкивает и мизерный запас «зелья», хранящегося в казенном «анбаре» — 44 пуда 9 гривенок. Появление крепости на Холмогорах, в постоянной резиденции двинского воеводы, свидетельствует о той роли, которую играли холмогорские посады в политической и экономической жизни Русского Севера.