Vauban va alors réfléchir aux procédés de l'attaque des places qui lui semblent trop coûteux en hommes et notamment privilégier le rôle du canon. Il préconise l'adaptation du tracé bastionné au terrain et l'échelonnement de la défense en profondeur.

En 1667, les sièges de Tournai, de Douai et de Lille, pris sous les yeux du roi confirment sa notoriété. Désormais sa réputation de preneur de villes est établie. Le roi lui confie l'édification de la citadelle de Lille qu'on appellera plus tard la "Reine des citadelles".

A partir de 1668, désigné comme commissaire général des Fortifications, il exerce sa mission sur les frontières terrestres, les frontières maritimes et les ports. A l'occasion de la guerre de Hollande en 1673, Vauban propose au Roi de réduire le nombre de ses places pour ne conserver que les plus fortes. Il recommande de réaliser une double ligne de places fortes, barrant la plaine des Flandres pour protéger efficacement le royaume. La première ligne se compose des places de Dunkerque, Bergues, Furnes, fort de Knokke, Ypres, Menin, Lille, Tournai, fort de la montagne, Condé, Valenciennes, Le Quesnoy, Maubeuge, Philippeville et Dinant. La seconde ligne se composait des places de Gravelines, Saint-Omer, Aire, Béthune, Arras, Douai, Bouchain, Cambrai, Landrecies, Avesnes, Mariembourg, Rocroi et Charleville.

Le siège victorieux de Maastricht en juin 1673 lui donne l'occasion d'illustrer sa nouvelle méthode d'attaque des places avec notamment l'emploi du tir à ricochet et des parallèles.

De 1679 à 1688, Vauban se consacre aux fortifications côtières à celles du Sud de la France, tout en surveillant les travaux des places du Nord et de l'Est. En 1684, il prend en moins d'un mois la formidable forteresse de Luxembourg.

Nommé lieutenant général en 1688, il parcourt l'équivalent de 4000 km par ans soit pour conduire des sièges, soit pour réparer ou construire des fortifications.

Archétype de "l'honnête homme du XVIIè siècle" il rédigera durant toute sa vie de nombreux traités touchant à des domaines divers des sciences, de l'économie, de l'agriculture et de la stratégie. En 1689 il rédige son mémoire sur le "rappel des huguenots" exhortant Louis XIV à revenir sur la révocation de l'édit de Nantes au nom de la liberté de conscience, et aussi de considérations économiques qui témoignent d'une très grande élévation d'esprit.

En 1691 et 1692 il s'illustrera encore avec les sièges de Mons et de Namur, perdant dix à vingt fois moins d'hommes pour s'emparer de ces villes et de leurs citadelles que leurs défenseurs.

Poursuivant ses réflexions, il rédige un traité prévoyant la création d'un nouvel impôt plus équitable qui remplacerait tous ceux existant jusqu'alors : la "dîme royale". Cela lui vaudra de voir s'organiser contre lui une cabale et en 1707 son livre sera condamné et saisi lors de sa publication.

Il est élevé à la dignité de maréchal de France le 14 janvier 1703.

Vauban participera encore à quelques sièges et à la défense de l'Alsace et de cette frontière du Nord à laquelle sa vie durant il a consacré tant d'efforts, puis épuisé par une bronchite chronique qui l'a incommodé la plus grande partie de sa vie et par la fatigue d'une carrière passée le plus souvent sur de mauvaises routes et dans le fracas des combats il s'éteint le 30 mars 1707 dans sa maison de Paris près du jardin des Tuileries. Il sera enterré dans l'église paroissiale de Bazoches près de son château à 15 km au Sud de Vézelay. Son cœur sera transporté le 28 mai 1808 dans l'église du Dôme aux Invalides à Paris où il repose sous un monument, parmi les plus grands maréchaux de France.