Die Sorge der deutschen Heeresführung in Berlin vor einer Handelssperre oder gar einer Invasion durch gegnerische Seestreitkräfte im Mündungstrichter der Elbe, war zur Wende des 19 Jahrhundert weiterhin sehr hoch. Zwar bestand neben dem Fort Kugelbake sowie weiterer Geschützbatterien bereits eine ausgebaute Verteidigungslinie, doch man glaubte nicht, dass diese allein einem starken Bombardement schwerer Schiffsartillerie lange standhalten würden. Aus diesem Grund plante man im Hinterland eine weitere starke Haubitzenbatterie, die in der Lage war, den Mündungstrichter bis zur gegenüberliegenden Flußseite der Elbe mit Steilfeuer zu bestreichen.

Die Stellung befand sich auf ebenem anmoorigem Gelände, im südöstlich Teil Duhnens. Die Entfernung  zum Steinmarner Seedeich betrug etwa 800 Meter. Erbaut wurde der Komplex vom 01.04.1905 bis 05.1908 durch die Firma Hagemann, die den Auftrag dafür erhielt. Die Gesamtfläche der zukünftigen Festungsanlage betrug fast 9 Hektar. Ihren Namen erhielt diese Fortanlage zu Ehren von Admiral Gustav Friedrich August von Thomsen.

Baustruktur:

Zwischen den beiden Batterien befand sich eine erst später gebaute ungesicherte Baracke aus Mauerwerk, die weiterhin Platz für das militärische Besatzungspersonal bot. Dieses Gebäude befindet sich immer noch, als letztes verbliebenes Relikt aus der Zeit des Fort Thomsen an dieser Stelle. Es wird heutzutage zur privaten Wohnraumnutzung durch die BIMA vermietet.

Eine Luftaufnahme von 1918 mit Blickrichtung Süden (Stickenbüttel), zeigt das Fort Thomsen. Es ist die einzige Aufnahme aus der Zeit zwischen 1905 und 1920 überhaupt.

Die Länge der Festungsanlage betrug 340 Meter, sie war komplett von einem mit Wasser gefüllten Graben umgeben. Zur Frontseite gab es noch einen weiteren Graben, der zusätzlich mit einem Netz aus Stacheldrähten versehen war. Haupt- und Vorgraben waren jeweils etwa 15 Meter breit. Die Steilhänge und Gegensteilhänge bestanden aus lockerem Boden. 
Der Zugang zur Anlage bestand schon damals über die von Duhnen nach Stickenbüttel verlaufende Hauptstraße (Duhner Allee). Von dort aus ging ein abzweigender Weg in das Fort hinein, gesichert durch ein Flügeltor mit einem Wachposten. Auf der Ostseite führte eine gesicherte Holzbrücke über den Festungsgraben.

Probleme bereiteten die Schwertransporte während der Bauphase über die Trasse Cuxhaven-Döse-Duhnen. Die teilweise hohen Gewichte der zu  transportierenden Baustoffe und Geschützteile, führten zu schweren Schäden der meist unbefestigten Straßen. Ganz zum Ärger der Anwohner, die auch damals schon dementsprechend klagefreudig waren.

Jede dieser zwei Batterien, verfügte über einen Gefechtsstand auf der mit einer Panzerstahlplatte abgedeckten Mitteltraverse, darunter befand sich die Telefonvermittlung.
Zudem gab es auf jedem der beiden Flügel einen Reserveposten aus Wellblech (oben erwähnte Überwachungsposten, insgesamt 4), die auch als Reservekommandoposten dienten.
 
Als vorgeschobene Gefechtsstände gab es jeweils einen am Küstenrand der Duhner Heide (Gefst. Nr.6 / Stand Heide) und einen an der heutigen Schwerlastrampe am Steinmarner Seedeich (Gefst. Nr. 5 / Seelust).

Zur Nahabsicherung gab es auf jedem der Flügel der Batterie zwei Überwachungsposten zur Kontrolle des Vorfeldes. Darüber hinaus waren die Infanterieunterstände aus Monnier-Zement, die sich unter den Infanteriebrüstungen befanden. Sie verfügten jeweils über ein halbkreisförmiges Observatorium, das vertikal durch eine etwa 50 cm starke Betondecke geschützt wurde. Die leichte Erhöhung dieses Daches um einige Zentimeter sorgte für einen Schlitz, der die Beobachtung ermöglichte.

Sämtliche Kommando- und Überwachungsposten, verfügten über entsprechende Telefon- oder Telegrafie Verbindungen, die in der eigenen Vermittlung zusammenliefen. Externe Verbindungen führen zu den Gefechtsständen Nr. 5 und 6 sowie zur zentralen Militär-Dienststelle in Cuxhaven.

Insgesamt bestand die Hauptbewaffnung des Fort Thomsen aus 8 x 28 cm Hbtz.L 12 in Hbtz M.P.L.C./92. mit Schutzschilden (AB P.L. a92). Dabei handelte es sich um sogenannte Küstenhaubitzen, die ab 1907 durch die Firma Krupp produziert wurden. Sie waren in ihrem Geschützfundament auf einer um 365° im Kreis schwenkbaren Drehlafette montiert und verfügte über eine hydraulische Rückstoßbremse.

In Cuxhaven lagerten für die beiden Batterien in Fort Thomsen insgesamt 2000 Stück - 28 cm Haubitzen–Sprenggeschosse. Neben den Schießübungen der Geschützbatterien an der Deichlinie, führte auch das Fort Thomsen solche Verfahren durch. Im November 1914 wurden zwei solcher Schießversuche in die Oxstedter- sowie Altenwalder Heide ( 10 x L3,5 Sprenggranaten mit Bodenzünder) durchgeführt. Zur Sicherheit wurden die Bewohner Sahlenburgs die in der Schußbahn lagen, für diese Zeit evakuiert.

Schießübung vom 06.11.1916