Segons la descripció de l'humanista Lluís Pons d'Icart, al segle XVI la muralla tenia una longitud de quatre mil metres, fins a la zona portuària, i cobria tot el perímetre de la primitiva ciutat de Tàrraco. Actualment se'n conserva, solament, una cinquena part, la coorresponent a la part alta.

Malgrat les diverses teories que han considerat aquestes muralles com una obra d'època preromana, les excavacions arqueològiques practicades en els darrer anys han permès de fixar la seva construcció en època clarament romana.

S'han pogut, també, diferenciar dues fases de construcció: la primera, datada en els primers anys de la presència romana, amb una amplada de 4 metres per 6 d'alçada, era reforçada mitjançant torres de planta quadrangular de les quals en coneixement tres: la de Minerva (o Sant Magí), la del Cabiscol (o Seminari) i la de l'Arquebisbe. La segona fase respon a un canvi de plantejament arquitectònic i estratègic relacionat, possiblement, amb les campanyes militars del cònsol Cató (principis segle II aC). S'augmenta l'amplada a 6 metres i l'alçada a 12.

Els llenços i les torres presenten la mateixa tècnica constructiva: un sòcol format per grans blocs de pedra (megàlits) per damunt del qual s'alça un doble mur de carreus tallats, generalment encoixinats. Entre els dos paraments, l'exterior i l'interior, hi ha un reompliment, de pedres i terra en el sector del sòcol i de toves la resta. Al sòcol s'obren petites portes (poternes o portelles) per les quals hom només podia passar a peu.

Les marques de picapedrer en alfabet ibèric, encara visibles en alguns carreus de la muralla, demostren la participació d'indígenes en la seva construcció, sota la direcció dels enginyers militars arribats amb les legions.

Quant a les portes d'accés, només en coneixem una, situada molt a prop de la torre de Minerva, encara que molt canviada pels aprofitaments d'èpoques posteriors.

El caire de plaça militar de Tarragona al llarg de la història, ha fet que aquestes transformacions i restauracions de la muralla es produïssin repetidament, especialment a l'Edat Mitjana i en el decurs de la Guerra de Successió (1702-1715), quan la guarnició britànica va construir la Contramuralla o Falsa Braga.

També ha estat aprofitada la seva estructura per a instal.lar habitatges en l'espai existent entre ambdós paraments, en els quals s'han obert, a més, finestres i balconades.