Командование 8-й стрелковой бригады руководило укреплением обороны базы. Было построено 190 дзотов, вооруженных 45-мм орудиями и станковыми пулеметами. Гарнизон каждого дзота состоял из трех — пяти человек и имел большой запас боеприпасов и воды.
Строительством дотов, укрытий и других оборонительных сооружений занимались 51-й и 145-й отдельные строительные батальоны, 124-й инженерный батальон, 42-й отдельный саперный батальон, 21-й отдельный железнодорожный батальон, входившие в состав ВМБ Ханко. Кроме них укрепления строили 93-й и 94-й отдельные строительные батальоны, 296-я и 101-я отдельные строительные роты, 219-й отдельный саперный батальон. Все эти части были непосредственно подчинены командованию Ленинградского военного округа или Главному военно-строительному управлению; лишь с началом войны их переподчинили командованию ВМБ Ханко.
Осенью 1940 года на полуостров через Финляндию были доставлены 9-я и 17-я железнодорожные батареи. Первая из них имела на вооружении три транспортера с 305-мм орудиями, дальность огня которых была достаточна для взаимодействия с батареями острова Осмуссаар и мыса Тахкуна на острове Хийума (Даго); командовал батареей капитан Лев Маркович Тудер, которого позднее сменил капитан Николай Захарович Волновский. 17-я батарея имела четыре транспортера со 180-мм орудиями, имевшими большие дальность и скорострельность; командовал ею старший лейтенант П. М. Жилин. Морская железнодорожная артиллерия играла, наряду со стационарными батареями, важную роль в системе обороны Ханко. Всего морская артиллерия на полуострове имела три 305-мм, четыре 180-мм, девять 130-мм, три 100-мм и 24 45-мм орудия. Эти батареи являлись главным звеном в системе минно-артиллерийской позиции.
Противовоздушную оборону Ханко осуществляли зенитные батареи и истребительная авиация. База имела три зенитных дивизиона — 12 батарей (четыре из которых занимали позиции на островах), две зенитно-пулеметные роты и две зенитно-прожекторные роты. Кроме того, в составе 8-й стрелковой бригады имелся отдельный зенитно-артиллерийский дивизион.