現存的大同城墻是明洪武五年(1372)。徐達將軍奉命在遼金元故城的基礎上建立新城，略呈正方形，東西長1.8km，南北長1.82km，周長7.24km，面積3.28km..城墻全部以規則的石條、石板、石工為基礎，在原城墻的基礎上用“三混凝土”夯實，外裹青磚。墻體高達14m，上部寬度12m，下部寬度18m。在城墻周圍，建有54座瞭望塔和96座窩鋪。四壁有580對扶壁，代表了當時大同所轄村莊的數量。城墻四角有角樓，四墩外建有軍臺。城內有四門，分別是東河陽門、南永泰門、西清源門、北武定門。四門之上有塔，月塔、箭塔、瞭望塔、炮塔間隔而立。四門之外，有甕城、月城、護城河。城墻高大雄偉，堅固險峻，守衛森嚴，各種防禦設施齊全完備。是中國古代軍事建築史上頗具特色的名鎮。因為它在北方邊防中占有非常重要的地位，在很多戰役中都發揮了重要作用。因此，它壹直享有“壹個突出的城鎮”和“北方的關鍵”的聲譽。
清朝順治六年，大同城遭到嚴重破壞。到了明朝，姜嵌先是被清除，後又造反。多爾袞率軍攻大同，歷時九個月。之後，因為城內彈盡糧絕，姜嵌的屬下投敵，殺了姜嵌，放多爾袞入城。入城後，多爾袞為了發泄個人的憤怒，下令“大屠殺”，將城墻砍斷五尺。從此，大同城墻失去了昔日的輝煌。
2008年，大同全面實施歷史文化復興和古城保護工程，大同古城墻再次得到修復。目前，東城墻和南城墻已經按照明朝的規定進行了修復，並對遊客開放。修復後的東城墻建有甕、月城、吊橋、護城河，有1座城樓，12座瞭望塔。南城墻不僅恢復了甕城和月城，還與城池和東西耳城有關。城墻上有10座城樓，12座瞭望塔，1座瞭望塔。修復後的古城墻氣勢磅礴，尤其是夜晚，華燈初上，古城的夜景顯得格外迷人，五顏六色的燈光讓古城墻亭臺樓閣帥氣而美麗，偉岸的輪廓更加誘人。