The mechanism of pressure and thus stress build-up due to corrosion of a reinforcing bar in a reinforced concrete member is a very complex phenomenon because there is a certain pressure-free corrosion strain which has not been explored in the previous studies. The realistic determination of the stiffness of the corrosion layer is also important because it directly affects the cracking behavior of concrete. The purpose of the present study is therefore to explore the critical corrosion amount which causes the cracking of concrete cover and also to determine the realistic mechanical properties of corrosion layer including the pressure-free corrosion strain and the stiffness. To this end, a comprehensive experimental and theoretical study has been conducted. Major test variables include concrete strength and cover thickness. The corrosion tests of steel bar in concrete have been conducted and the strains at the surface of concrete cover have been measured accord-ing to the various amount of steel corrosion. The corrosion products which penetrate into the pores and cracks around the steel bar have been considered in the calculation of expansive pressure due to steel corrosion. The pressure-free corrosion strain was derived from the results of present study. The critical amount of corrosion, which causes the initiation of cracking, was also determined from the present test results. It is seen that the critical corrosion amount increases with an increase of compressive strength and cover thickness. A realistic relation between the expansive pressure and average strain of corrosion product layer in the corrosion region has been derived and the representative stiffness of corrosion layer was also determined. A concept of pres-sure-free strain of corrosion product layer was introduced to explain the relation between the expansive pres-sure and corrosion strain. The comparisons were made between the theory and test data on the surface strains of concrete cover according to the corrosion amount for various concrete strengths and cover thicknesses. The proposed theory agrees well with experimental data and may be a good base for the realistic durability design of concrete structures.