L’année 1832 marque le début d’importants travaux de construction d’où naissent, à l’ouest du site, les bâtiments actuels bordant l’ancien parvis et leurs ailes perpendiculaires. Réservant le rez-de-chaussée aux écuries et les étages aux soldats, édifiés sobrement en brique, ils ne présentent pas, de prime abord, de caractère architectural particulier. Mais le 19^e siècle marque aussi le début de la production industrielle d’éléments architecturaux et de l’introduction du métal dans les structures. Ici, comme ailleurs sur le site, des colonnes de fonte sont utilisées conjointement à des poutres métalliques ; l’emploi de ces éléments dispense d’élever des murs de refend et libère donc l’espace au sol. Bien que destinées à des écuries militaires, les colonnes gardent un caractère ornemental propre à leur époque : le chapiteau en est soigné et le corps de la colonne se raccorde au socle par une mouluration.

Édifié peu après, en 1837, le grand manège suit des principes différents pour que l’espace où manœuvrent les chevaux ne soit pas encombré de supports. Là, le génie militaire a réalisé une prouesse technique en mettant en place une charpente de bois couvrant, sans support intermédiaire, une salle d’une largeur totale de 27 m et d’une superficie de 1700 m². Le principe constructif en a été développé et publié par le colonel français Emy, comme le signalent P. Hoffsummer et G. Oslet. Avec de longues lames de bois mince, il est possible d’obtenir des courbes sans contrainte excessive pour le matériau ; assemblées entre elles, ces lames forment donc aisément des arcs d’une portée généreuse et d’une légèreté remarquable. Les fermes de charpente ainsi constituées sont ici portées directement par un retrait d’épaisseur des murs gouttereaux sur lesquels elles n’exercent guère de poussée latérale. 

Malgré des progrès manifestes, un rapport militaire de 1842 se montre très critique sur les nouvelles installations et l’auteur estime les écuries mal conçues et le site mal choisi. Il écrit que « l’emplacement du Val-des-Écoliers était peu convenable pour une caserne de cavalerie», et poursuit : «d’ailleurs les abords seuls de ce couvent auraient dû faire renoncer au projet (...) des rues très étroites, mal pavées avec des grès très durs, très glissants (...) un quartier très populeux et commerçant où un passage continuel de voitures de toutes espèces empêche la troupe de se rendre dans l’extérieur de la ville (...).» En 1837, la caserne comptait pourtant 1156 hommes et 873 chevaux. Elle s’agrandira encore en 1887, au sud, lors de la construction des bâtiments bordant l’actuel boulevard de la Constitution venu remplacer le bief asséché ; à droite de l’entrée, les bâtiments principaux de l’actuelle faculté d’architecture relèvent de cette phase de construction.

Cantonnée de deux guérites monumentales dans le goût néomédiéval, la nouvelle entrée exprime les ambitions militaires du lieu. En revanche, les bâtiments à rue, coiffés d’une toiture à la Mansart, rythmés de pilastres de brique et s’inspirant de l’architecture civile du 18^e siècle, font preuve d’un caractère plus policé, en accord avec le caractère urbain du site. On peut noter que, à cet effet, les jointoiements des briques des façades à rue sont réalisés avec un soin particulier, au mortier rouge à joints beurrés surlignés de bâtonnets clairs, et se distinguent des joints ordinaires visibles sur les bâtiments militaires bordant la cour intérieure. Ils rappellent qu’un soin comparable a présidé aux travaux réalisés au 18^e siècle sur les bâtiments conventuels ; là, le mortier, coloré en rouge notamment par de la brique pilée, déborde largement des joints et vient lisser les briques qu’il recouvre en tout ou en partie ; les joints sont ensuite tirés à la pointe pour conférer aux tas de brique une parfaite régularité. Cette technique est traditionnelle en région liégeoise et s’utilise lorsque l’enduit ou le badigeon ne s’impose pas.