Военное строительство, как и все военно-инженерное дело в целом, играло значительную роль в жизни волжских булгар, в их политической и военной истории. На протяжении столетий укрепления булгарских городов и замков олицетворяли собой силу и незыблемость Булгарского феодального государства. Под стенами этих крепостей не раз разыгрывались жестокие сражения, и не раз они останавливали завоевателей. Почти тринадцать лет булгары защищали свою независимость в борьбе с огромной армией монгольских ханов, оснащенной всеми современными для того времени средствами осады и взятия городов.
Русские летописцы, хорошо знавшие предмет описания, видимо, со слов очевидцев (из девяти походов русских князей шесть были связаны с осадами или взятиями городов), дают сведения, хотя и отрывочные, об укреплении булгарских городов. Во многих летописях упоминаются «ворота городные», «плот» и «твердь оплотом». Сложную систему укреплений рисуют летописи у города Ошель: «…около же града бе острогъ, тын дубовъ, а за нимъ два оплота и межи ними вал съсыпанъ…». При обороне крепостей болгары бьются «и/зъ/затыниа».
Арабские источники также описывают булгарские укрепления. Побывавший в Булгарии во второй половине XII в. Абу Хамид ал-Гарнати пишет о столице Булгарии, что городская стена его построена из дуба.
Прошли века, и разрушенные города почти сравнялись с окружающим ландшафтом, и только остатки крепостных сооружений – валы и рвы – остались как бы пунктиром, очерчивающим места древних городов. И не случайно, что именно они в первую очередь привлекли внимание краеведов. Ещё в 1732 г. Полковник Савенков и геодезист Крапивин сняли внешнюю и внутреннюю линии укреплений города Болгара. О булгарских городах и о тактике обороны булгар писал и В.Н. Татищев, который использовал какие-то зарисовки с Билярского городища.
Первым же из исследователей, посетивших Билярское городище, был Н. Рычков. Он с восторгом описывает этот памятник: «Остатки каменных развалин, окружающие его пространные и порядочные валы, судь ясные свидетели огромных тех времен строений. Укрепление его состояло из трёх глубоких рвов и в том числе возвышенных валов, обнесенных вокруг городских развалин…»
В отличие от многих других путешественников Н. Рычков занимался не только сбором материалов, но и каждый день «упражнялся, измеривая пространство городских валов и осматривал остатки древних мест». Им был составлен первый план Билярского городища с указанием валов, рвов и т.д.
Болгарское городище в первой половине XIX в. Было ещё дважды снято на план: 1827 году архитектором А. Шмитом и полковником А.М. Штраусом.
В середине XIX в. К. Иванин, изучая закамскую засечную полосу, пришел к выводу, что некоторые валы принадлежали булгарам.
Со временем исследователи обратились к другим городищам, что расширило представление об укреплении волжских булгар. Специально с целью личного осмотра ряда памятников совершил объезд А. Артемьев. Он посетил несколько городищ по реке Каме и в первую очередь городище Джуке-Тау, на котором он описывал три ряда валов и отмечал, что два разрыва в стенах – это скорее всего места древних ворот. Описал он и укрепления Билярского городища.
Интересные замечания крепостных сооружений Болгара делает М. Березин, побывавший там. Он пишет, что «…кроме рва и вала город был обведен, без всякого сомнения деревянной стеной…если б у Болгара существовала каменная стена, то её следы где-нибудь уцелели; отсутствие же всякой стены у столицы булгарского царства невероятно».
Не смотря на такой устойчивый интерес к крепостным сооружениям, тема эта не получила должного освещения, так как археологические материалы Волжской Булгарии использовались в XIX начале XX в. Лишь в качестве подспорья для письменной истории. Поэтому основные усилия были направлены на сбор материалов о как можно большем числе городищ с целью отождествления их с городами, известными по письменным источникам.
Первым таким сводным трудом была работа А. Артемьева, в которой упоминается 19 булгарских городов известных по летописям и известиям арабо-персидских авторов, а также указывается ещё на 11 городищ Казанской и Симбирской губернии.
На Археологическом съезде 1871 г. В Москве К.И. Невоструев делал доклад, где описал уже 36 городищ, причем в ряде случаев он различал их как более ранее («булгарские») и более позднее («татарские»).
Интересно сочинение Н. Вячеслава, которое составлено на основе сообщений местных волостных управлений, дающих материал более чем о 70 городищ, ныне определенных как булгарские.
Большое значение для дальнейших исследований имело обследование Билярского городища В.А. Казариновым, который побывал там в июле 1881 г. Он очень подробно, с многими деталями, снял план, описал внешние и внутренние валы городища и произвел раскопки на укрепление, сделав вывод, что «все валы были устроены одновременно и не имеют следов позднейших работ».
Вершиной достижения дореволюционной булгарской археологии является труд С.М. Шпилевского, изданный к открытию IX Археологического съезда, проходившего в Казани в 1877 г. В этой работе он впервые дал свод всех известных к тому времени письменных сообщений о Булгаре и описал или упомянул о 110 городищах, многие из которых сейчас признаны как болгарские.
Им же предпринята попытка отождествления ряда этих городищ с письменными данными. Он же был одним из первых, кто считал длинные валы пограничными укреплениями булгар. Тем не менее, даже в этой работе почти нет данных о военном и инженерном деле волжских булгар.
После выхода в свет книги С.М. Шпилевского наметился новый этап в изучении оборонительных сооружений волжских булгар, всего военного дела. Интересным в этом плане является доклад Н.А. Толмачева на том же съезде, где на основе своих полевых исследований он даёт характеристику булгарских укреплений: «Помещение укреплений на таких возвышенных местах, откуда открывался вид на далекое пространство, давал их гарнизонам возможность зорко следить за окрестностью, делать внезапные набеги, защищаться за окопами в случае надобности и властвовать на окружающей местностью. Весьма не правильный способ распределения их по местности и незначительностью размеров не говорят в пользу предположения о том, что они могли быть возведены в видах защиты государства от нападения многочисленной армией. Напротив, выше приведенные особенности говорят скорее в пользу того мнения, что укрепления, которых городище остались следом, могли быть возведены для обитания мелких владетелей страны, подобных средневековым баронам в Германии и для помещения их в гарнизонах и представлять таким образом аналогию замкам этих последних, с той разницей, что болгарские укрепления были построены не из камня, как Германские, и оставили к настоящему времени по себе одни только земляные валы и рвы». Таким образом, если раньше авторы довольствовались простым описанием валов и рвов, то сейчас предпринимаются попытки реконструировать укрепления и выяснить систему обороны у булгар.
Необходимо отметить работы П.А. Понамарева, который пытался увязать данные письменных источников с археологическими наблюдениями, соотнести летописные сообщения к местности и на этой основе дать комплексные исследования о том или ином городище, его укрепления и о военно-политических событиях, связанных с ним. Интересны в связи с этим заметки П.А. Понамарева об Ошеле, Джуке-Тау, Тубулга-Тау.
Остальные работы в большинстве своем повторяют сообщения письменных источников и редко касаются оборонительных сооружений волжских булгар. Военные историки, однако, и эти работы не использовали в полной мере. Показателем в этом отношении книга Н.С. Галицина, который писал, что булгары «воевали преимущественно на конях, имели кованное оружие, носили кольчуги и прочее. Вообще военное дело у них имело тот же характер, что у всех современных азиатских народов…»
Таким образом, дореволюционный период изучения военно-инженерного дела волжских булгар можно охарактеризовать как период накопления материалов. Были составлены карты выявленных булгарских городищ, описаны их укрепления, сделаны попытки связать их с фактами военно-политической истории Булгарии. Но к изучению военного зодчества дореволюционные археологи только приступили, начав раскопки древних укреплений. Известным тормозом служило и то, что булгароведы не задавались целью создать классификацию известных городищ и не делали попыток обобщить данные о военном деле булгар даже по письменным источникам.
В первые годы Советской власти, хотя интерес к истории Булгарии и увеличивался, но вопрос о военно-инженерном деле булгар по сути дела и не ставился. Показательна в этом отношении работа В. Ф. Смолина. Он считал, что булгары так и не смогли противопоставить Руси сильное войско. Несмотря на это В.Ф. Смолин делает несколько интересных наблюдений. Так, он считает, что длинные валы представляют собой укрепления для защиты отдельных феодальных владений, а говоря о валах Биляра, пишет, что «…в местах прорыва валов были, по-видимому, деревянные укрепления, бойницы, башни, под которыми проходил проезд в город».
Изучение булгарских укреплений в 20-30-х годах связано с именем А.С. Башкирова, которым в 1919 году была проведена съемка укреплений Болгара и расчистка некоторых частей его вала. В 1928 году он же организовал экспедицию на Билярское городище, где под руководством В.Н. Сементовского был снят план оборонительных сооружений и проведены раскопки оборонительной системы. Изучение валов показало, что они неоднократно подновлялись и перестраивались, а также имели следы деревянных конструкций.
С раскопок городища Сувар в 1933-1937 гг. начал исследования булгарских древностей основатель советского булгароведения А.П. Смирнов. На городище им был впервые исследован вал и ров и на основе этих данных реконструированы укрепления Сувара, состоящие из срубов шириной 3,5-4 м, длиной около 5 м и рва глубиной 5 м, стенки которого укреплялись кольями, а также многоугольных башен.