Kiểu thành vô băng có dạng hình học rõ ràng, có những phần nhô ra góc cạnh, phù hợp với điều kiện quân sự đã phát triển. Ở đây, thành Đồng Hới có hình múi khế, 4 múi to và 4 múi nhỏ. Ngoài thành là hào sâu và rộng. Thành được kết hợp kiến trúc quân sự châu Âu với tinh hoa bản địa, thể hiện ở việc xây bằng gạch, vữa mật mía trộn cát, không tô trát, gạch có độ nung cao.

Chu vi thành khoảng 1.860 m, cao khoảng 4 m, có 3 cổng lớn Bắc - Nam - Đông, trên cổng có vọng canh 8 mái. Cổng thành xây cuốn kiểu tam quan thông ra ngoài bằng chiếc cầu gạch.

Thành Đồng Hới có thiết kế đặc biệt, chỉ có 3 cửa. Ở phía Tây, nơi đối đầu trực diện với quân thù nên chỉ có thành cao, hào sâu cùng với cạm bẫy chặn địch…

Cửa Đông sát với sông và cửa biển Nhật Lệ, góp phần chặn mũi tấn công đường thủy, đồng thời nhận quân tiếp viện và là nơi lui quân. Trong hình là cầu bắc qua hào và cổng phía Đông sau khi được tôn tạo.

Thành xây ngay tuyến đường xuyên Việt, trấn ải ở vị trí hiểm yếu. Quốc lộ 1A hiện đi bên trong lòng thành cổ. Hai cổng phía Bắc - Nam đổ sập hoàn toàn.

Trong cuộc kháng chiến chống Mỹ, thành Đồng Hới bị bom đạn hủy diệt với ý đồ ngăn chặn sự chi viện của hậu phương lớn miền Bắc cho tiền tuyến lớn miền Nam. Trong những ngày gian khổ ấy, nhiều người con của Đồng Hới đã anh dũng chiến đấu và hy sinh, như mẹ Suốt chèo đò đưa bộ đội qua sông, em bé Bảo Ninh tiếp đạn cho bộ đội, các cụ lão dân quân Đức Ninh bắn cháy máy bay Mỹ...

Nhiều lô cốt, ụ pháo, hầm ngầm... được xây dựng trên tường thành và bên trong thành Đồng Hới. Trong ảnh là một ụ pháo ở trên đoạn tường phía Nam thành.

Trong lịch sử hơn 200 năm tồn tại, thành Đồng Hới trở thành cứ điểm quân sự chính trị quan trọng từ thời phong kiến cho đến các cuộc kháng chiến chống Pháp, Mỹ. Ngày nay, bên trong thành là các cơ quan chính quyền, quân sự, công an… của tỉnh Quảng Bình.

Giai đoạn 2002-2009, cổng và cầu phía Đông, các đoạn tường thành còn sót lại được ngành văn hóa Quảng Bình trùng tu, tôn tạo. Có thể thấy rõ những đoạn tường thành mới qua màu sắc của những viên gạch.

Bên ngoài hào đoạn phía Nam và Đông được trồng cỏ xanh mướt, trở thành công viên xanh. Những phía còn lại, nhà cửa mọc lên san sát, cho thấy sức sống của một đô thị trẻ.

Thành Đồng Hới là địa điểm tham quan, nghiên cứu của nhiều du khách, người dân. Nhiều đôi trẻ đã đến đây để chụp ảnh cưới bởi khung cảnh đẹp.