古城城墙的确切建筑年代，史籍无载，据有关文献佐证和现存建筑考究，始建于辽代，当时为夯筑城垣，明洪武七年（1374）包砖，清代曾作过维修和补葺。
现存城墙除外观具有明代特点外，其主体规制和构造基本为辽代故物。古城城墙周长1652米，总占地16296平方米，平面呈长方形。城墙总高8．3米，下宽5米，顶宽3．4米，外表全部砖砌，石条作基。最上沿矮墙置垛口、望洞和射孔。整个城墙共施马面16座（包括城门马面），马面紧贴墙体，雄伟稳健，其尺度大小不等。城墙东、南、西三面设城门，不置北门，原城门上有门楼，在解放前和“文革”当中破坏。城内街道建筑布局基本保留原制。
旧广武古城是研究辽金以及明代城池的重要实物资料。其造型独特，别具一格。近年，山西省文物局拨款设专人保护和管理，并于1984年、1991年分别对城墙、西北角马面、南城墙马面进行维修，使之更加绚丽多彩。