公元1356年，朱元璋攻下集慶(南京)，改名應天府。1357年采用謀士朱升提出的“高筑墻、廣積糧、緩稱王”的建議，下令修筑應天府城，并于1368年在此建都稱帝，建立大明王朝。

明代南京都城始建于元朝至正二十六年(1366)八月，完工于明朝洪武十九年(1386)十二月，歷時二十年零四個月，是南京城市發展史上規模最大、最具特色的時期。明朝建造的南京都城，包括宮城、皇城、京城和外郭四圈城墻。現存的南京城墻，即是明代的第三圈城墻——京城，它東傍鐘山，南憑秦淮，西據石頭(即清涼山、石頭城)，北控后湖(即玄武湖)，不僅包容了孫吳的石頭城、六朝建康都城、南唐金陵府城，而且將南唐都城之外北面的獅子山、雞籠山、覆舟山、富貴山、馬鞍山等諸山，統統圈入城內，形成了三大功能區，即城東部新建的皇城區、城中部和南部原來的居民區及商業區以及城西北部擴展的軍事區。

南京城墻長達33.676公里，高度一般在14—21米之間，最高處達25米；頂部寬度7—12米，城基寬度10—18米不等。沿城有垛口(雉堞)13616個，高棚(堡壘)200座，均為御敵之用。明初建城時，共開城門十三座，即正陽門(今光華門，原有門券一道，月城一座)、通濟門(原有四券四道)、聚寶門(今中華門，有門券四道)、三山門(今水西門，原有門券四道，右邊水關一座)、石城門(今漢西門，有門券二道)、清江門(今清涼門)、定淮門、儀鳳門(今興中門，城下原有水洞二座)、鐘阜門、盆川門、神策門(今和平門，有門券二道)、太平門、朝陽門(今中山門，城下原有水關一座)。

《儒林外史》記載“三山聚寶臨通濟，正陽朝陽定太平，神策金川近鐘阜，儀鳳定淮清石城”，是按逆時針方向排列了京城十三座城門的順序。清朝末年開辟了草場門以后，又陸續于1909年開豐潤門(今玄武門)，1921年開海陵門(今挹江門)，1926年開雨花門，1929年開武定門，1931年開漢中門和新民門，1933年開中央門，1952年開解放門，共計增開九門。但現存的明代城門只有聚寶門、石城門、神策門、朝陽門(重修過)和清涼門等五座。清末以后新開的城門，也只存玄武門、挹江門、解放門及1991年新開的集慶門等四座。

南京城墻的墻身結構分為墻基、墻身、雉堞三個層次。大部分城墻都先用長1米左右、寬0.7米、厚0.3米的花崗巖或石灰巖的條石作基礎，上面再用規整統一的巨磚(一般長0.4米、寬0.2米、厚0.1米)，壘砌內外兩壁和頂部，內外壁之間常用碎磚、礫石和黃土層層夯實，許多重要地段則內外兩壁從頂到底全部用大塊條石砌筑，或兩壁用條石砌筑，中間全用磚砌。整個墻體取梯形堆砌，下寬上窄，以保持平衡穩定；城磚砌筑每層犬牙狀接榫相咬，增加內部拉力；城墻基礎底部，一般深入地面以下2—5米，底腳寬于城墻1—2米，以保證城墻基牢固。

城墻頂部和內外兩壁的磚縫里，都澆灌一種“夾漿”，系用石灰、糯米汁(或高果汁)或再加桐油摻和而成，凝固后粘著力很強，保持墻身經久不壞。墻頂用磚鋪成地面并砌成雉堞，并安置石刻的泄水槽以排出雨水。墻基部分間隔設置排水洞，以排除城墻內側的積水。

為確保都城安全，在秦淮河出入城墻處，各建水門一座，每座三道閘門，前后兩道是水閘，中間是固定式鐵柵，即今秦淮河南段的東水關和西水關。為減輕城墻跨河自重，東水關設有三十三座拱券，共分三層，中上二層似城門洞，下層流水，其中孔可以通船，設計結構科學。此外，在玄武湖水入城處設武廟閘和太平門閘，前湖水入城處設半山園閘，琵琶湖水入城處設琵琶閘，東南護城河水入城處設銅心管閘，各閘均安置銅管或銅欞，能進水而不能進人，設計十分巧妙。

十三座城門上都建有敵樓，并設木城門、千斤閘各一道，以資防守。重要位置的城門，還增設道數不等的甕城，聚寶、通濟、三山三門各增三道甕城，石城門增兩道甕城。朝陽門及神策門各增一道甕城。現存甕城的只有南京城墻的南門即中華門(聚寶門)，在所有城門中最為堅固。城堡東西寬118．57米，南北進深128米，高20．45米，總面積達15163平方米。城堡有一道主城，三道甕城，共設四道城門和四道千斤閘，城內有兩條蹬道和一條馬道。城堡內側共有27個藏兵洞，戰時可藏兵3000人以上。城堡頂部原建有重檐廡殿頂的敵樓一座，可供隙望，惜于1937年底被侵華日軍的炮火摧毀。

南京城墻所用巨磚，數量極大，質量又高。明王朝動員了南京工部、京師駐軍三衛及長江中下游的湖南、湖北、江西、安徽、江蘇等五省的33個府、9個州、148個縣及5個鎮負責燒制，由水路運到南京。為了便于檢查質量，明王朝還規定城磚上必須打印有造磚工匠和監造官員的姓名，有的還印上制作的年月日，一當發現燒制的城磚有質量問題，則立即追究責任，直至嚴加懲處。所以城磚質量都很好，至今扣之清脆有聲。