Em 1850 a Corrida do 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 a 6 de Novembro de 1850.
Centenas de navios, com destino a São Francisco durante a Corrida do Ouro, naufragaram ao longo da perigosa costa da Califórnia. O primeiro farol da costa ocidental dos Estados Unidos foi construído em Alcatraz para guiar os navios em segurança até à baía de São Francisco. O farol entrou em serviço a 1 de Junho de 1854.

O Exército dos EUA, ao perceber que a Baía de São Francisco era vulnerável ao ataque inimigo, fortificou a entrada do porto com baterias estratégicas, incluindo um forte na Ilha de Alcatraz. O forte foi completado em Dezembro de 1859. Durante a Guerra Civil Americana (1861-1865) Alcatraz tornou-se o maior forte americano a oeste do rio Mississippi.

O exército começou a enviar soldados-convictos para o forte de Alcatraz no início de 1860. Nos quarenta anos seguintes, a ilha tornou-se gradualmente obsoleta como uma fortificação e mais importante como uma prisão. O exército dos EUA retirou as armas do forte e em 1907 designou formalmente Alcatraz como Prisão Militar.

O exército renomeou a ilha em 1915 como "Pacific Branch, U.S. Disciplinary Barracks" - uma prisão para soldados em punição e requalificação. Os prisioneiros do exército construíram a maior parte dos edifícios da ilha. Este seria o último papel militar da ilha até à partida dos últimos soldados em 1933.