Вторая оборонительная полоса должна была находиться на глубине 8—10 километров от первой и оборудовалась так же, как и предшествующая, но с меньшим количеством долговременных сооружений.
Между первой и второй полосами должна была намечаться линия отсечных позиций. В тылу первой и второй полос и на межпозиционном пространстве располагались артиллерийские батареи и хранилища боеприпасов.
Тыловая полоса обороны оборудовалась преимущественно сооружениями полевого типа. Она должна была прикрывать важнейшие узлы железной дороги и расположенные вблизи нее разгрузочные станции, а также артиллерийские, инженерные, продовольственные и другие склады, мастерские, госпитали, аэродромы или посадочные площадки, силовые станции и прочие тыловые учреждения и сооружения. Предполагалось, что с тылом укрепленный район будет связан железными и шоссейными дорогами для подвоза всех необходимых средств. В самом укрепленном районе предусматривалось создание сети радиальных и рокадных шоссе, узкоколейных железных дорог и прокладка линий связи.
Предполагалось, что в мирное время укрепленный район должен был иметь постоянный отдельный гарнизон, состоявший из нескольких пулеметных батальонов, артиллерийских, саперных, электротехнических, химических и прочих специальных подразделений. В военное время он должен был переходить в подчинение командующего той армией, которая будет действовать на данном операционном направлении.
В то время различные положительные мнения в отношении укрепленных районов было решено оформить документально. В результате этого в 1932 году появляется труд инспектора инженерного строительства Управления, начальника инженеров РККА Блюмберга «Укрепленные районы». Однако при обсуждении проекта этого наставления были выявлены характерные недостатки в распределении обязанностей в строительстве и обороне укрепленных районов. Так выяснилось, что специалисты инженерных войск стремились самостоятельно решать вопросы не только проектирования укрепленных районов, но и определения тактики действия войск при их обороне. В результате получалось, что общевойсковые командиры были полностью отстранены от этого вопроса, не знали устройства укрепленных районов и порядка ведения боя с опорой на оборонительные сооружения. Такое положение дел М.Д. Карбышев отметил как негативное.
Противником взглядов Блюмберга выступили и такие профессора Военной академии имени М.В. Фрунзе, как А. А. Вацетис и К.Н. Лацис. При этом А.А. Вацетис прямо обвинил Блюмберга в космополитизме и вредительстве, а К.Н. Лацис предложил из его труда «исключить элементы общевойсковых уставов», а вместо них «включить указания политического порядка». На этом фоне более конструктивным выглядело выступление Г.Г. Невского, подтвердившее выдвинутое им в 1922 году предложение о сочетании долговременных укреплений с укреплениями полевыми, «нацеливая к более широкому привлечению общевойсковых командиров к планированию долговременной обороны».
В 1936 году во Временном полевом уставе впервые были четко сформулированы положения о предназначении укрепленных районов и их месте в боевых действиях Красной Армии. В разработке этого устава участвовало много видных советских военных специалистов, в числе которых были М. Д. Карбышев, Г. С. Иссерсон, М.Н. Тухачевский, Б. М. Шапошников и другие.