虽然三沙市直到现在才成立，但中国早就开始在永兴岛建设军事设施。据菲律宾军事媒体报道，1999年1月29日，美国五角大楼的国家军事联合情报中心根据间谍卫星照片披露，“中国军队正在扩大位于永兴岛的一处空军基地，其建设工作包括建造燃料储存设施”。

　　五角大楼的官员认为，永兴岛的大兴土木主要是为了给苏-30战斗轰炸机或歼轰-7战斗轰炸机提供一个燃料补给站，以提高这些战机的作战距离，使其能够飞抵南沙群岛，特别是未来有可能与菲律宾发生军事冲突的情况下，扩建永兴岛打造南海不沉的“航空母舰”为南海打菲律宾做最后准备。

春节前后某民航机长拍摄

3月29日某游客拍摄，和上图对比发现机场跑道已经延长到礁盘边缘

　　美国水面战研究中心的军事专家詹姆斯·波萨特称，据观察，西沙群岛中的永兴岛和南沙群岛中的永暑礁似乎都与解放军南海舰队的广州司令部有着密切联系。其他中国控制的岛屿或礁石也都通过卫星通信和无线电，与附近的军事设施和舰队司令部进行联系。中国解放军的飞机、战舰和准军事船只的电子系统及作战系统，大部分都能接收、传递岛上电子设施发出的信号。

　　永兴岛上的飞机跑道也是不断延伸。詹姆斯·波萨特称，1998年该飞机跑道被扩展到7300英尺，最后扩到8200英尺。有一种说法是，上世纪90年代解放军曾考虑在永兴岛的这条飞机跑道上起降重型飞机，如轰-6轰炸机或大型运输机，为岛上人员提供补给。这就需要在永兴岛上布设791型中国国产的X波段精确进场雷达，该雷达是在老式的苏联RSP-7型雷达的基础上改进而来的。后来，永兴岛上还出现了一个更大的码头，使得该岛的码头增加到两个，还增加了燃料储存设施。有消息称，2001年6月，解放军HY-2型反舰导弹曾出现在永兴岛上。而这种反舰导弹的部署则需要配置远距离水面搜索雷达，来探测水面战舰目标。