Em 1850, a corrida ao ouro estava no seu auge e a Califórnia foi admitida como o trigésimo estado da União. Alcatraz e várias outras ilhas da baía foram reservadas "para fins públicos" por ordem presidencial de 6 de novembro de 1850.
Centenas de navios, que se dirigiam para São Francisco durante a Corrida do Ouro, naufragaram ao longo da perigosa costa da Califórnia. O primeiro farol da Costa Oeste dos Estados Unidos foi construído em Alcatraz para guiar os navios em segurança até à Baía de São Francisco. O farol entrou em funcionamento a 1 de junho de 1854.

O exército americano, apercebendo-se de que a baía de São Francisco era vulnerável a ataques inimigos, fortificou a entrada do porto com baterias estratégicas, incluindo um forte na ilha de Alcatraz. O forte foi concluído em dezembro de 1859. Durante a Guerra Civil Americana (1861-1865), Alcatraz tornou-se o maior forte americano a oeste do rio Mississipi.

O exército começou a enviar soldados-condenados para o forte de Alcatraz no início de 1860. Durante os quarenta anos seguintes, a ilha tornou-se gradualmente obsoleta como fortificação e mais importante como prisão. O exército americano retirou os canhões do forte e, em 1907, designou formalmente Alcatraz como prisão militar.

Em 1915, o exército rebatizou a ilha como "Pacific Branch, U.S. Disciplinary Barracks" - uma prisão para soldados que estavam a ser castigados e treinados. Os prisioneiros do exército construíram a maior parte dos edifícios da ilha. Esta seria a última função militar da ilha até à partida dos últimos soldados em 1933.