在水原築造城牆的想法始於1790年6月10日(正祖14年)副使職康有的上疏。他主張將水原作為軍事要塞,並為了保護思悼世子的陵園,認為有建造邑城的必要性。
康有上疏後八天,即6月18日,順祖誕生。隨後在1791年1月22日(正祖15年),侍中申紀慶主張"為了水原的發展和首都防禦,應當築造城牆"。
在這一系列情況下,正祖決定在新邑築造城牆。正祖指示丁若庸制定城牆築造計畫。正祖接受了茶山制定的基本計畫,並將其發表為《御製城化周略(皇帝編製的華城基本計畫書)》。
該計畫書提出了八項內容,包括規模和材料等。城牆規模定為3600步,高度為2丈5尺。隨後正祖於1794年1月14日視察水原,查看城址。看到為確定地址而設置的標誌旗標穿過北里民居時,正祖說"這損害了人和"。
正祖命令將城址後移,設置旗標後,形成了如流水般蜿蜒曲折、宛如柳葉形狀的模樣。結果城牆周長從3600步增加到4600步。
關於材料,意見也不統一。若用磚築造,存在技術不足且難以取得燃料的問題。若用土築造,則堅固度不足。最終決定採用石材築造石城。
這一決定源自曾負責顯陵和新邑建設的水原府使趙心泰的經驗。
在公石面숙지山的2處、여기山2處、權洞發現了石脈。又在八達山開挖城址時,在左側山脊發現了石脈。
城役著工1個月前,在公石面的숙지山和여기山發現石脈,蔡濟恭向正祖報告了當時的感激之情,說"神聖的天命將此隱匿,等待至今,都是由於殿下的孝心感動了天,才得以如此"。
為築城採取的石塊數量為:숙지山81,100塊,여기山62,400塊,權洞30,200塊,八達山13,900塊,共計約187,600塊。
發現石脈後,需要確保實際從事工作的工匠。當時工匠分為隸屬政府機構的官匠和民間身份的私匠。
1793年12月6日,變禁社向首爾各級政府機構包括庄勇營、訓練都監、禁衛營、禦營廳、守禦廳、龍虎營、摠戎廳、內手司、繕工監、尙醫院、工曺、中部、東部、西部、南部、北部、瓦署等發出公文,通知華城城役開始,各該石數不得派往他處。
華城城役於1794年1月7日正式開工,以採石為始。華城築城工程由華城城役所的372人和22個職種的1,821名工匠,共2,193人參與。
華城城役中份量最重的工作是築造城牆。
石工相關工作包括在浮石所(採石地點)採石、加工石材、運輸石材和築造城牆。因此,全部1,821名工匠中,石匠642人,佔35.2%。
642名石匠的出身地分佈情況為:首爾209人參與,其中隸屬機構的官匠153人,私匠56人。京畿道173人、忠清道53人、江原道17人、黃海道74人、全羅道41人、慶尚道23人、平安道52人參與。首爾和京畿道共381人(59%)的工匠參與。
城石根據大小定價。大型城石背面長3尺5寸、一邊長2尺的為8錢,中型石背面長3尺、一邊長1尺8寸的為5錢,小型城石背面長2尺8寸、一邊長1尺5寸的為3錢。
除城石外,特殊用途的扇單石為大型方石,大型扇單石長5尺2寸、寬4尺1寸、高4尺的為15兩。此外,價格較高的用於拱形的紅磚石,長5尺1寸、寬2尺、高2尺7寸,價格為12兩。
《華城城役儀軌》還記錄了各採取地點石材的特性。숙지山的石堅硬而紋理細密,여기山的石柔軟而粗糙,權洞的石與여기山相同但紋理略細,八達山的石比숙지山更堅硬,比여기山更粗糙。
甲寅年(1794年)1月7日,從採石開始,水原華城工程著工。建造華城原本預計需要10年。但在多個環節引入成績工資制,並對石材採取、運輸等規定了規格、定價,這成為縮短工期的因素。
建造華城耗時34個月,其間休工6個月,實際施工時間為28個月,於1796年9月10日完成。
撰寫《華城紀蹟碑文(敘述建造華城原委的碑文)》的金宗洙刻寫道"此雖有神聖的庇佑,但正祖的神妙計劃和妙處的運營方法遠勝常人萬倍"。