1892年（光绪十八年），南洋首富张弼士投入300万两白银，在山东烟台创办了前列家葡萄酒酿酒公司。为了酿造优质葡萄酒，张弼士两年后决定建造地下大酒窖，选址在烟台海岸边。由于储藏葡萄酒的酒窖在温度、湿度等各方面有着严格的要求，张裕先是请了荷兰人雷德勿设计酒窖，由张弼士的侄子张成卿督办。
在海岸边兴建大型建筑对于当时的人们来说还是前列次，由于距海不足百米，土层为沙质，大酒窖前列次建造开工不久就因渗水而坍塌。张成卿又与来自奥地利的酿酒师巴保男爵一起，决定采用铁梁拱连、钢砖砌墙对酒窖进行改建，但这些铁梁钢砖却难以承受潮湿的环境，锈蚀程度日甚一日，较终毁于1903年5月的一场洪水。
面对两次失败，张成卿集思广益，较后采用中西结合的办法。酒窖顶部用传统烧制的大青砖发碹；墙壁用上吨重的大青石砌成，墙体内再以碎砖、沙石填充。同时再用当时的“舶来品”洋灰（水泥）扎墙缝、抹墙面，使窖体异常坚固且平滑；蜿蜒而下的螺旋梯亦用永不锈蚀的石条所造；窖体内外又设计了巧妙的隐蔽排水系统，确保不渗不漏。
结合了中西建筑的智慧，张裕地下大酒窖历时11年经三次改建，终于在1905年大功告成。