Η εγκαθίδρυση ενός απολυταρχικού μοντέλου διοίκησης από τους Γάλλους στη Λευκάδα, αναγκάζει τους ντόπιους να στραφούν προς τη Βρετανική Αυτοκρατορία για βοήθεια, ώστε να απαλλαγούν από την τυραννική αυτή συμπεριφορά. Οι Άγγλοι ανταποκρίνονται και αποφασίζουν να επέμβουν στρατιωτικά για να απελευθερώσουν το νησί από το γαλλικό ζυγό.
Έτσι, το 1810, αγγλικό εκστρατευτικό σώμα υπό τις οδηγίες του στρατηγού Όσβαλντ (Oswald) και του ταγματάρχη Τσέρτς (Sir Richard Church) επιχειρεί την κατάληψη του κάστρου της Αγίας Μαύρας. Στις 9 Μαρτίου, ο αγγλικός στόλος αγκυροβολεί στον όρμο του Δρέπανου και την επόμενη ημέρα αποβιβάζονται στην ξηρά στρατεύματα, που αποτελούνταν από 4000 Άγγλους και Έλληνες στρατιώτες.
Οι Έλληνες, με Διοικητές τον ταγματάρχη Church και τον οπλαρχηγό Θεόδωρο Κολοκοτρώνη, διατάσσονται από τον στρατηγό Oswald – Διοικητή των Άγγλων – να καταλάβουν όλα τα πυροβολεία των Γάλλων, περιμετρικά του κάστρου.
Με την κατάληψη και του τελευταίου γαλλικού πυροβολείου στην περιοχή της Γύρας, ξεκίνησε η πολιορκία του φρουρίου στις 8 Απριλίου.
Παρά τη σθεναρή άμυνα, οι υπερασπιστές του κάστρου άρχισαν να χάνουν σταδιακά την πίστη τους, λόγω έλλειψης ενισχύσεων και εφοδίων. Ύστερα από 8 ημέρες στενής πολιορκίας, ο γάλλος φρούραρχος Camus συνειδητοποιεί ότι η αντίσταση είναι πλέον
μάταιη και παραδίδει το κάστρο.
Στις 17 Απριλίου, ο στρατηγός Oswald εισέρχεται σε αυτό, χωρίς να υψώσει τη βρετανική σημαία, θέλοντας με την πράξη αυτή να δείξει στους Λευκαδίτες ότι οι Άγγλοι είχαν έρθει ως απελευθερωτές και όχι ως κατακτητές.
Σε αντίθεση με τους Οθωμανούς και Ενετούς, που επέδειξαν ιδιαίτερο ζήλο για την αμυντική θωράκιση του κάστρου, οι Άγγλοι ασχολήθηκαν ελάχιστα με το συγκεκριμένο τομέα, καθώς διατήρησαν τις υπάρχουσες οχυρώσεις και προχώρησαν σε περιορισμένης κλίμακας επεμβάσεις για τον εκσυγχρονισμό τους.
Οι κυριότερες από αυτές ήταν η διαμόρφωση των κανονιοθυρίδων, ώστε να προσαρμόζονται στις ανάγκες βολής των πυροβόλων όπλων τελευταίας τεχνολογίας και η προσθήκη πλατφορμών περιστροφικής κύλισης των κανονιών, στην κορυφή των προμαχώνων.
Τον Νοέμβριο του 1815, με τη συνθήκη των Παρισίων μεταξύ Ρωσίας κι Αγγλίας, τα Ιόνια νησιά ήταν τυπικά ανεξάρτητα με το όνομα «Ηνωμένο Κράτος των Ιονίων Νήσων», υπό την προστασία της Μεγάλης Βρετανίας. Κατά την περίοδο αυτή πραγματοποιήθηκαν σημαντικές αλλαγές, οι οποίες αφορούσαν κυρίως στην κατασκευή έργων υποδομής εντός και εκτός του φρουρίου. Στο εσωτερικό, οι υποδομές στόχευαν στη βελτίωση των όρων διαβίωσης της φρουράς, καθώς το κάστρο λειτουργούσε τότε ως στρατόπεδο.
Διαμορφώθηκαν διαδρομές σκληρής επιφανείας με βοτσαλωτο δάπεδο και κουρασάνι, περιμετρικά των κτηρίων και στις ράμπες ανόδου προς τους προμαχώνες για την κίνηση αμαξών και στρατιωτών, και δημιουργήθηκε πιο άρτιο αποχετευτικό και υδροδοτικό δίκτυο. Ανακαινίσθηκαν τα παλιά κτήρια και επιπλέον, κατασκευάστηκαν τέσσερις στρατώνες, λέσχη αξιωματικών, νοσοκομείο, φυλακές και ο φάρος.
Επίσης, οριοθετήθηκε ο χώρος του νεκροταφείου, που διέθετε το δικό του οστεοφυλάκιο, ενώ οι ξύλινες γέφυρες, που συνέδεαν το κάστρο με την Ακαρνανία και τη Λευκάδα, αντικαταστάθηκαν με λιθόκτιστες.
