Le lion de Belfort exposé au musée des Beaux-arts de Lille est un moulage en plâtre, supposant ainsi l’existence d’un modèle préexistant.
L’utilisation de ce matériau permis à Auguste Bartholdi de fixer la phase de recherche dans une matière pérenne, légère, faible en coût de production et surtout de pouvoir faire des marquages. Ces marquages permettent à l’artiste de créer pléthore de copies mais aussi de modifier l’échelle de la sculpture. Ici, le plâtre du Lion de Belfort portent les traces de coutures, ce qui indique que sa conception résulte de l’assemblage de plusieurs moules ou pièces moulées.
Le Lion de Belfort qui se trouve aux Beaux-Arts de Lille fixe alors un état arrêté et permet la réalisation du plâtre définitif au tiers de l’œuvre le 3 septembre 1875.
Après quelques moindres changements, le sculpteur réalise deux ans après, sa version monumentale de 22 mètres. La version finale du Lion de Belfort est située au pied de la falaise de la citadelle de la ville de Belfort, et est quant à elle constituée de blocs de grès rose de Pérouse.
Choisis spécifiquement par Bartholdi le site a une place tout aussi importante que la sculpture en elle-même. Placée sur une zone militaire fortifiée en amont de la ville, le Lion de Belfort est visible de tous. « Il est à désirer que cette œuvre soit bien personnelle à la ville et non pas un de ces monuments qui puisse se placer n’importe où, accompagné d’allégories complexes, péniblement cherchées, applicables un peu partout. Cela détermine mon choix en faveur de la roche si grandiose qui domine Belfort et qui lui donne son caractère tout à fait exceptionnel. Placé là, le monument s’identifiera à l’aspect de la forteresse, il sera une sorte de palladium visible de partout, de la ville, des alentours, même du passant voyageur. Ce site est unique, il faut en tirer parti. » (lettre au maire de Belfort, 12 août 1872). Néanmoins, le terrain, bien que propice à la visibilité du public, était difficilement praticable et nécessita des travaux de terrassement en 1975, durant plus d’un an.
En parallèle à ces travaux, les blocs de grès son taillés pour former la figure animalière. Ce type de grès rouge des Vosges a été privilégié au calcaire blanc prévu à l'origine par le conseil municipal de Belfort. Le choix du grès rouge traduit la volonté du sculpteur. En effet, un lieu hautement symbolique pour l’Alsace et cher à Auguste Bartholdi est : la cathédrale de Strasbourg, un édifice aussi construit en grès rouge des Vosges. Ainsi, au-delà, de l’argument de la localité de la pierre, le sculpteur la choisie pour ses vertus symboliques. En commençant par la queue de l’animal, les blocs de grès sont assemblés entre eux par un mortier au ciment. Après ne pause hivernale et aune autre longue pause durant l’année 1878, le Lion est installé sur sa base en 1879, ne reste alors que les finitions.
Symbole glorieux de la défense français et des combattants, le lion de Belfort est débarrassé de ses échauffaudages et achevé en 1880. Or suite à un différend entre la municipalité et le sculpteur, le lion ne connut pas d’inauguration officielle, mais d’une manifestation des Belfortains et de Bartholdi en août 1880. C’est seulement en 1981 qu’une inauguration officielle eu lieu.