公元1356年，朱元璋攻下集庆(南京)，改名应天府。1357年采用谋士朱升提出的“高筑墙、广积粮、缓称王”的建议，下令修筑应天府城，并于1368年在此建都称帝，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，历时二十年零四个月，是南京城市发展史上规模最大、最具特色的时期。明朝建造的南京都城，包括宫城、皇城、京城和外郭四圈城墙。现存的南京城墙，即是明代的第三圈城墙——京城，它东傍钟山，南凭秦淮，西据石头(即清凉山、石头城)，北控后湖(即玄武湖)，不仅包容了孙吴的石头城、六朝建康都城、南唐金陵府城，而且将南唐都城之外北面的狮子山、鸡笼山、覆舟山、富贵山、马鞍山等诸山，统统圈入城内，形成了三大功能区，即城东部新建的皇城区、城中部和南部原来的居民区及商业区以及城西北部扩展的军事区。

南京城墙长达33.676公里，高度一般在14—21米之间，最高处达25米；顶部宽度7—12米，城基宽度10—18米不等。沿城有垛口(雉堞)13616个，高棚(堡垒)200座，均为御敌之用。明初建城时，共开城门十三座，即正阳门(今光华门，原有门券一道，月城一座)、通济门(原有四券四道)、聚宝门(今中华门，有门券四道)、三山门(今水西门，原有门券四道，右边水关一座)、石城门(今汉西门，有门券二道)、清江门(今清凉门)、定淮门、仪凤门(今兴中门，城下原有水洞二座)、钟阜门、盆川门、神策门(今和平门，有门券二道)、太平门、朝阳门(今中山门，城下原有水关一座)。

《儒林外史》记载“三山聚宝临通济，正阳朝阳定太平，神策金川近钟阜，仪凤定淮清石城”，是按逆时针方向排列了京城十三座城门的顺序。清朝末年开辟了草场门以后，又陆续于1909年开丰润门(今玄武门)，1921年开海陵门(今挹江门)，1926年开雨花门，1929年开武定门，1931年开汉中门和新民门，1933年开中央门，1952年开解放门，共计增开九门。但现存的明代城门只有聚宝门、石城门、神策门、朝阳门(重修过)和清凉门等五座。清末以后新开的城门，也只存玄武门、挹江门、解放门及1991年新开的集庆门等四座。

南京城墙的墙身结构分为墙基、墙身、雉堞三个层次。大部分城墙都先用长1米左右、宽0.7米、厚0.3米的花岗岩或石灰岩的条石作基础，上面再用规整统一的巨砖(一般长0.4米、宽0.2米、厚0.1米)，垒砌内外两壁和顶部，内外壁之间常用碎砖、砾石和黄土层层夯实，许多重要地段则内外两壁从顶到底全部用大块条石砌筑，或两壁用条石砌筑，中间全用砖砌。整个墙体取梯形堆砌，下宽上窄，以保持平衡稳定；城砖砌筑每层犬牙状接榫相咬，增加内部拉力；城墙基础底部，一般深入地面以下2—5米，底脚宽于城墙1—2米，以保证城墙基牢固。

城墙顶部和内外两壁的砖缝里，都浇灌一种“夹浆”，系用石灰、糯米汁(或高果汁)或再加桐油掺和而成，凝固后粘着力很强，保持墙身经久不坏。墙顶用砖铺成地面并砌成雉堞，并安置石刻的泄水槽以排出雨水。墙基部分间隔设置排水洞，以排除城墙内侧的积水。

为确保都城安全，在秦淮河出入城墙处，各建水门一座，每座三道闸门，前后两道是水闸，中间是固定式铁栅，即今秦淮河南段的东水关和西水关。为减轻城墙跨河自重，东水关设有三十三座拱券，共分三层，中上二层似城门洞，下层流水，其中孔可以通船，设计结构科学。此外，在玄武湖水入城处设武庙闸和太平门闸，前湖水入城处设半山园闸，琵琶湖水入城处设琵琶闸，东南护城河水入城处设铜心管闸，各闸均安置铜管或铜棂，能进水而不能进人，设计十分巧妙。

十三座城门上都建有敌楼，并设木城门、千斤闸各一道，以资防守。重要位置的城门，还增设道数不等的瓮城，聚宝、通济、三山三门各增三道瓮城，石城门增两道瓮城。朝阳门及神策门各增一道瓮城。现存瓮城的只有南京城墙的南门即中华门(聚宝门)，在所有城门中最为坚固。城堡东西宽118．57米，南北进深128米，高20．45米，总面积达15163平方米。城堡有一道主城，三道瓮城，共设四道城门和四道千斤闸，城内有两条蹬道和一条马道。城堡内侧共有27个藏兵洞，战时可藏兵3000人以上。城堡顶部原建有重檐庑殿顶的敌楼一座，可供隙望，惜于1937年底被侵华日军的炮火摧毁。

南京城墙所用巨砖，数量极大，质量又高。明王朝动员了南京工部、京师驻军三卫及长江中下游的湖南、湖北、江西、安徽、江苏等五省的33个府、9个州、148个县及5个镇负责烧制，由水路运到南京。为了便于检查质量，明王朝还规定城砖上必须打印有造砖工匠和监造官员的姓名，有的还印上制作的年月日，一当发现烧制的城砖有质量问题，则立即追究责任，直至严加惩处。所以城砖质量都很好，至今扣之清脆有声。