明季，兵部尚书熊廷弼、孙承宗出任督师经略，从事山海防务。崇祯继位，袁崇焕任兵部尚书兼副都御史，督师蓟辽，山海关成为重防之地。崇祯六年（1633）在关城南、北各二里处建南、北翼城，从关城南、北增强防御。在关城南老龙头上，修筑宁海城。
该城“面临巨壑，背负大山，高枕长城之上，波澄万里，嶂叠千重。”（《临榆县志》）崇祯十六年（1643）在关外欢喜岭高地上建威远城，是为山海关东线防守的前哨城。在关城西侧建西罗城。东、西罗城成为关城的前防后卫。至此，明代修建的山海关城作为多城连环、互为犄角之势的军事重镇已告完成。
1.山海关城
山海关是万里长城的重要关隘。明代山海关的筑城体系，采取以关城为重点，以长城城墙相连接，构成点线结合，以点护线。燕山山脉纵贯境内，山峦起伏，地势险要，重在扼守高地，以两翼掩护关口，北侧直上燕山，南侧伸入大海，加强前哨堡城，控制入海隘口。山海关由关城、罗城、翼城、哨城七大城堡组成古城防建筑群，成为具有主体两翼、左辅右弼的格局，结构主次分明，建筑造型宏伟，具有独特的民族风格。山海关长城是万里长城最精华地段，具有严密的军事防御工程体系。
据《临渝县志》记载：“县城高四丈一尺，厚二丈，周八里百三十七步四尺。土筑砖包其外。门四，东曰镇东，西曰迎恩，南曰望洋，北曰威远，俱设重键。四门之外均筑有瓮城。水门三，居东南、西南、西北三隅，以泄城中积水。”“东门建楼高三丈，凡二层，上层广五丈，下广六丈，深各半之。有额曰‘天下第一关’，相传明萧显书，明初建。西门楼与东门楼同制，明初建。南门楼制同东、西，明嘉靖八年（1529）建。北门旧有楼，明天启七年（1627）建。城多火灾，故废。奎光楼在城东南隅，明初建。威远堂在城东北隅，明初徐中山欲建楼如奎光，旋归京师，不果；嘉靖四十四年（1565）主事孙应光即故址建堂三楹，颜曰威远，今废。临闾楼接东罗城北隅，牧营楼接东罗城南隅，均在东城上，明万历十二年（1594）建，为防关顿兵之所。新楼在牧营楼南，明天启六年（1626）建。钟鼓楼在城中央，高二丈六尺，方五丈，穿心四孔，上建文昌殿，背魁星，前左、右钟鼓。明徐中山（达）建于城中之北。环城为池，深二丈五尺，广十丈，周千六百二十丈，外为夹池，深广半之，潴水四时不竭，四门各设桥，以通往来。”
2．罗城·翼城·哨城
据《临榆县志》记载：“东罗城傅大城东关外，高二丈三尺，厚丈有四寸，周547丈4尺，门一，在城东，即关门，为东南孔道，建楼于上曰服远，水门二，角楼二，附敌楼七。”明万历十二年（1584）建，初设三门。“环城为池，周四百有二丈九尺。”
志载：“西罗城傅大城之西关外，明崇祯十六年（1643）巡抚朱国栋请建，工未毕，遇改革中止。门一，在城西，曰‘拱宸’。”
北翼城又名北新城，在边城北水关北，高二丈有奇，周377丈4尺9寸，门二，居南、北二方。
南翼城又名南新城，在边城南水关南，制同北翼城，俱崇祯六年（1633）巡抚杨嗣昌主建。
两座哨城“威远”居东，“宁海”居南。威远城俗名“呜咽城”，坐落在关城东的欢喜岭高地上，“城高三丈，下甃以石，四隅起台垛，城上女墙高五尺，周方七十步。正南为城门，上镌‘威海’二字。城内北面起平台，延袤三丈，台左右蹬道各一。南面东西隅亦各有蹬道，随其形势，于四面城墙上下起大小砖洞廿一。（大洞广八尺，小洞广五尺，高皆丈）。城门外有小月城，高丈余，面西为门。（其月城之东南隅与西南隅旧时各有砖洞，以内俱设睥睨。）周城百步外为垒三重。”（《临渝县志》）相传此城为明季山海关总兵吴三桂所筑，既以瞭远，且可屯兵，与城中为犄角之势。威远城地居要冲，遥控四野，为山海关城的外围屏障。
海防前哨城——宁海城据县志载“在南海老龙头北，周一里有奇，高二丈有奇，城西、城北各一门，明巡抚杨嗣昌建。”澄海楼建在宁海城南墙的高台上，楼东有明天启六年（1626）海运同知王应豫立的“一勺之多”碑。有“知圣楼”碑，楼前有乾隆十五年（1760）地方官建碑亭，上有明大学士孙承宗所题“雄襟万里”匾，有清高宗弘历于乾隆四十五年（1780）御书“澄海接”匾，楼壁镶有卧碑，碑上镌有清帝诸诗，这些珍贵文物古迹都毁于1900年发动侵华战争的八国联军之手。
3.山海关长城
山海关区辖长城的走径为，南起渤海岸老龙头，北至山海关关城，过关城后，经北水关至角山，由角山长城转东北，经三道关，然后转西北，过高山转东北，至九门口后入抚宁县界。
老龙头长城。老龙头为万里长城的东部起点，因老龙头长城翻山入海宛如巨龙之首，因而得名。入海石城是老龙头长城入海的尽头。万历七年（1579）由都督戚继光，行参将吴惟忠修建。据《临榆县志》记载：“仆仆于山榛水湄之间，长城之杪，又甃石为垒，截入海中，高可三丈许，长曰数倍，曰老龙头。”“靖虏一号敌台在南海口尽头，屹立海水中，明嘉靖四十四年（1565）主事孙应元建，实为敌台之始，隆庆四年（1570）总兵戚继光改为靖虏台。”南海口关是长城在南海口的唯一关隘，立于老龙头上，有“老龙口”之称。明天启二年（1622）孙承宗在此设南海口龙武营驻防。“设有舡兵，以防海沙唬辽”，船只达五十余艘。
角山关长城。角山古有“京东第一山”之称。
“角山距城北六里，脉自边外滦河之北迤逦而来，至建昌之南为大横岭，分支南下，起伏转折，至山海关顿起高峰，横开列障，南临大海，长城枕之。控畿甸，界辽沈，关城之镇山也。山之最高处为平山顶，平广可少数百人，有巨石嵯岈，如龙首戴角。山下冈岭皆由东循海西转，环抱县城，所谓拱卫神京者也。”（《临榆县志》）
