Nel 1850 la corsa all'oro era al culmine e la California fu ammessa come trentesimo Stato dell'Unione. Alcatraz e diverse altre isole della baia furono riservate "per scopi pubblici" con un ordine presidenziale del 6 novembre 1850.
Centinaia di navi, dirette a San Francisco durante la corsa all'oro, naufragarono lungo la pericolosa costa californiana. Il primo faro della costa occidentale degli Stati Uniti fu costruito ad Alcatraz per guidare le navi in sicurezza nella baia di San Francisco. Il faro entrò in funzione il 1° giugno 1854.

L'esercito americano, rendendosi conto che la baia di San Francisco era vulnerabile agli attacchi nemici, fortificò l'ingresso del porto con batterie strategiche, tra cui un forte sull'isola di Alcatraz. Il forte fu completato nel dicembre 1859. Durante la guerra civile americana (1861-1865) Alcatraz divenne il più grande forte americano a ovest del fiume Mississippi.

All'inizio del 1860, l'esercito iniziò a inviare i soldati detenuti al forte di Alcatraz. Nei quarant'anni successivi, l'isola divenne gradualmente obsoleta come fortificazione e più importante come prigione. L'esercito statunitense rimosse i cannoni del forte e nel 1907 designò formalmente Alcatraz come prigione militare.

Nel 1915 l'esercito rinominò l'isola "Pacific Branch, U.S. Disciplinary Barracks", una prigione per i soldati in punizione e in riqualificazione. I prigionieri dell'esercito costruirono la maggior parte degli edifici dell'isola. Questo sarebbe stato l'ultimo ruolo militare dell'isola fino alla partenza degli ultimi soldati nel 1933.