In 1850 was de goudkoorts op zijn hoogtepunt en werd Californië toegelaten als dertigste staat van de Unie. Alcatraz en verschillende andere baieilanden werden op 6 november 1850 bij presidentieel besluit "voor openbare doeleinden" gereserveerd.
Honderden schepen, op weg naar San Francisco tijdens de goudkoorts, vergingen langs de gevaarlijke Californische kustlijn. De eerste vuurtoren aan de westkust van de Verenigde Staten werd gebouwd op Alcatraz om schepen veilig de baai van San Francisco binnen te loodsen. De vuurtoren werd in gebruik genomen op 1 juni 1854.

Het Amerikaanse leger realiseerde zich dat de Baai van San Francisco kwetsbaar was voor vijandelijke aanvallen en versterkte de ingang van de haven met strategische batterijen, waaronder een fort op Alcatraz Island. Het fort werd voltooid in december 1859. Tijdens de Amerikaanse Burgeroorlog (1861-1865) werd Alcatraz het grootste Amerikaanse fort ten westen van de Mississippi.

Het leger begon begin 1860 met het sturen van veroordeelden naar het Alcatraz fort. In de daaropvolgende veertig jaar werd het eiland geleidelijk verouderd als fort en belangrijker als gevangenis. Het Amerikaanse leger verwijderde de kanonnen van het fort en wees Alcatraz in 1907 officieel aan als militaire gevangenis.

Het leger hernoemde het eiland in 1915 tot "Pacific Branch, U.S. Disciplinary Barracks" - een gevangenis voor soldaten die straf ondergingen en werden omgeschoold. Legergevangenen bouwden de meeste gebouwen op het eiland. Dit zou de laatste militaire functie van het eiland zijn, totdat de laatste soldaten in 1933 vertrokken.