Ehrensvärd planerade skickligt en sjöfästning, med tillhörande flottbas, vars byggnadsteknik baserade sig på fransk bastionsfästningsteknik. Han planerade inte bara försvarstekniska verk utan la också tyngd på stadsplanering. Fästningen fick öppna platser och monumental arkitektur, genom vilka Ehrensvärd försökte förverkliga sin bild av Sveaborg som en representativ fästningsstad. Han planerade bland annat den stora borggården och Kungsporten kung Adolf Fredrik till ära. Ehrensvärd samarbetade i arkitektoniska frågor med överintendenten och arkitekten Carl Hårleman. Ehrensvärd bistods förutom av officerena också av samtidens bästa konstruktörer. Daniel Thunberg (1712-1788) planerade torrdockan och den Thunbergska kvarnen och skeppsbyggaren Fredrik Henrik af Chapman (1721-1808) planerade en helt ny flotta åt Sveaborg, Arméns flotta.

Ehrensvärd var en talangfull konstnär, som bland de första konstnärer i Sverige utnyttjade ljusets olika aspekter i sin konst. En del av Ehrensvärds ritningar och konstverk finns bevarade. Han upprätthöll förutom vanlig skolningsverksamhet också en teckningsskola för officerarnas söner, en av dessa elever var Elias Martin (1739-1818). Ehrensvärd sände senare Martin till Europa för att studera konst och idag anses Martins verk vara bland de främsta inom landskapsmåleriet under den gustavianska tiden. Ehrensvärds egen son Carl August fick också uppmärksamhet som konstnär vid sidan av sin karriär inom militären.