En 1666, sous l’ère Duquesne (commandant de la Marine à Brest de 1665 à 1672), une première batterie de côte avait été installée par le duc de Beaufort à l’est de l’actuelle batterie de Cornouaille. La batterie de Beaufort dite batterie annexe est aujourd’hui ruinée et son accès de plus en plus difficile. Voici une description de son état en 1811 : "…elle a été abandonnée parce qu’elle est extrêmement resserrée entre le rocher et que la mer aminé une excavation au dessous qui en a fait craindre l’écroulement ; son épaulement en maçonnerie et à embrasures s’élève de 20 mètres au-dessus de la basse mer : il y existe encore 15 pièces de 36 en fer non montées et hors de service [c’est vraisemblablement celles correspondant à l’état de l’artillerie de 1695 !], un fourneau à réverbère que les écroulements ont en partie écrasé et deux bâtiments dont l’un servait de poudrière et l’autre de corps de garde ; quoiqu’en très mauvais état, ils sont susceptibles de réparations et pourraient être utiles au service de la batterie de Cornouaille".

Programmés par Vauban en mai 1683, les travaux de la batterie de Cornouaille débutent fin 1684 d’après le devis initial de Garengeau par le déroctage de la falaise à la mine afin d’aménager une vaste plate-forme elliptique. Faute de fonds disponibles du fait de l’aménagement de l’arsenal et de la coûteuse batterie du Mengant(en vis-à-vis dans le goulet), les travaux sont rapidement stoppés mais reprennent après l’épisode malheureux de La Hougue (bataille navale en Cotentin) en juin 1692. La construction, supervisée par les ingénieurs Mollart puis Traverse (ce dernier à partir de 1692), est achevée à la fin de l’année 1696. Dès juillet 1694, l’ouvrage est notamment armé – à titre expérimental – par 8 canons de 60 livres de balle (le plus fort calibre en service à l’époque).

Dans l’esprit de Vauban, les batteries de Beaufort et de Cornouaille forment, comme il l’écrit, un tout cohérent "comptant celle de Beaufort comme faisant partie de celle de Cornouaille, à laquelle elle sera vraisemblablement jointe". En 1695, cet ensemble compte au total 50canons. Si la batterie de Cornouaille comporte bel et bien 36 embrasures plongeantes, quoique l’armement pour cette dernière se limitât toujours à 30 pièces d’artillerie (de 24 à 60 livres de balle), les projets de casernements en partie basse et de batterie haute de bombardement accompagnée de "branches tombantes crénelés" sont abandonnés. Un "corps de garde et logement", dont le plan est sensiblement le même que celui de 1696, est proposé en vain par l’ingénieur Frézier en novembre 1744. L’heure est à l’économie, et ce malgré le double emploi affirmé de cet édifice : "pour les canonniers pendant l’été lequel servira de hangar à mettre les affûts à couvert pendant l’hiver et les mauvais temps où la batterie n’est pas armée". Seules des dépenses strictement indispensables pour les ouvrages existants sont engagées à l’instar du nouveau magasin à poudre et d’un "bout" de plate-forme en pierre de taille. Des latrines, accessibles par une embrasure (la seule qui soit dans son état d’origine permet d’apercevoir les joues d’embrasure en granite), ont été accolées à l’extrême ouest de la batterie.

Au sommet de la falaise, une grande bâtisse orientée nord-sud a néanmoins été construite dans le premier quart du 18e siècle ; on y trouve "[le] logement du gardien des batteries, [une] cour de décharge au bois, [une] chambre d’officier, [un] magasin aux vivres, [un] corps de garde [et le] logement des gardiens entretenus pour faire les signaux". Une batterie dite « batterie des signaux » est également mentionnée sur la falaise durant la guerre de Sept Ans (1756-1763). Légèrement en arrière de la position, une tour-réduit modèle 1811 pour 60 hommes dont l’armement régulier consiste en 4 canons de 24 livres ou de 16 livres est construite en 1813 afin de protéger les accès des batteries de Cornouaille et de Beaufort.

L’obturation des embrasures, très soignée, en pierre de taille de granite de l’Aber-Ildut, a été réalisée vraisemblablement dans la décennie 1840. Cette modification a pour but de permettre le tir à barbette, c’est-à-dire au-dessus du rempart. D’après l’Atlas de mise en état de défense des côtes de l’Empire français (1858), la batterie de Cornouaille est classée en premier degré d’importance :elle est armée de neuf canons de 30 livres de balle modèle 1840 sur affût pivotant et neuf obusiers de 22 cm modèle1827 sur affût de fer pivotant.

La décennie 1880 voit surgir de nouveaux besoins en matière de défense des côtes nécessitant plus ou moins de travaux : poste extérieur de la ligne de torpilles de fond du goulet de Brest (1878), batterie de quatre canons de 47 mm à tir rapide, abri sous roc et niches à munitions (1882-1883), test d’un projecteur expérimental mobile pour la défense nocturne du goulet (1884), implantation définitive sous "abri caverne" d’un poste photo électrique fixe dans le goulet éclairant la ligne de mines sous-marines entre la pointe de Cornouaille et le rocher du Mengant (1885), spectaculaire batterie casematée aménagée pour partie dans la falaise et sous le terre-plein de la batterie vaubanienne et son escalier d’accès (1888). Une batterie annexe composée de quatre canons de 100 mm est également construite à l’extrême fin du 19e siècle sur la pointe. Trois matériels de 100 mm modèle 1897 sont toujours mentionnés en 1940.

En 1943, l’occupant aménage, sur le plateau dominant le goulet de Brest à 67 m au-dessus du niveau de la mer, une batterie antiaérienne composée de six encuvements de type Flak 243b pour quatre canons de 10,5 cm et plusieurs pièces de 2 cm (dont une située sur la terrasse de la tour réduit), un septième encuvement situé en position centrale est doté d’un télémètre : il servait de poste de direction de tir. Les cuves sont disposées suivant les sommets d’un hexagone régulier rappelant la fortification bastionnée classique. L’ancienne caserne du 18e siècle est rasée tandis que la tour-réduit sert de munitionsbunker. Deux projecteurs, dont un mesurant 60 cm, placé en bordure de la falaise sous un abri bétonné et l’autre de 150 cm de diamètre ainsi qu’un radar de type FuMO213 Würzburg (pour Funk Meß Ortung, appareil radio de localisation) d’une portée de 20 à 30 km, sont attestés par les archives allemandes. Cette position d’artillerie côtière de la Kriegsmarine codée Ebbstrom est numérotée C 336. Elle a été violemment bombardée en août 1944.

Vu de la mer, l’ouvrage est impressionnant avec ses 200 m de long environ, et très esthétique : une escarpe à léger fruit avec soubassement en pierre de taille de granite de l’Aber-Ildut (en gradin), un appareillage en moellon de couleur sombre en remplissage renforcé de chaînes harpées en pierre de taille (à intervalle régulier sous chaque merlon) alternant carreaux et boutisses. Au dessus du cordon, le parapet vertical est rythmé par des embrasures encadrées de pierres de taille et soulignées d’un bandeau. L’effondrement partiel du revêtement sur la partie ouest de l’escarpe permet de visualiser l’ampleur des travaux de déroctage nécessaires à la construction de l’édifice. On plonge ainsi dans le cœur de l’ouvrage : une chaîne harpée, quoique renforcée par un étaiement en béton armé réalisé par le service des Travaux maritimes, soutient encore le cordon et le parapet alors que le remplissage en moellon a totalement disparu. À signaler également les très belles gargouilles moulurées. Si aucun document d’archive ne semble attester de la réalisation d’un enduit, des traces ocre rouge à base de brique pilée du type de celui de la tour Vauban à Camaret peuvent être observées en certains points de l’escarpe tout comme des feuillures latérales sur certaines boutisses en granite. L’enduit a été littéralement lessivé par la mer en trois cents ans.

Située sur un site appartenant depuis juillet 2009 au Conservatoire du littoral, la grande batterie de Cornouaille (quelquefois appelée "fort de Cornouaille") est accessible au public. Cependant le "chemin de communication" à flanc de falaise demeure très dangereux. Des travaux de sécurisation du site sont à l’étude afin d’ouvrir, dans de bonnes conditions, au grand public, cet ouvrage majeur dans l’histoire de la fortification européenne et de la rade de Brest.