公元1368年8月（洪武元年）明將徐達率兵攻下大都。明兵為便於軍事防守，遂將北城南縮５里，另築新城牆，由此奠定了明代北京城的北界。新建的北城牆仍然只設兩個門，東為安定門，西為德勝門。明朝洪武年間，當北平尚未成為新王朝京城時，其範圍和城牆情況變化並不巨大，但東、西、南三面的舊土牆已開始用磚包砌。

公元1419年（永樂十七年）開始拓展南城牆，即從今東西長安街往南展拓到今前三門一線。自明中葉起，對城樓進行了大規模修建。修築京師九門的城樓工程，從公元1436年（正統元年）修到公元1436年（正統四年）才完工。此時的城牆不僅建築了城樓，門外還設立了箭樓，月牙城也建起了城樓。各門外立牌樓，城四端設立角樓。此外，又加深了城壕，並用磚石襯砌兩壁。城牆與壕溝均已頗具規模。原來的城垣僅外側有磚皮，公元1445年（正統十年）始將城垣內側也全部用磚加以包砌。

明北京城牆開有九門，那時改定的名稱多沿用至今：北面有德勝門、安定門；南面有正陽門、崇文門、宣武門；東面有朝陽門；西面有阜城門、東直門、西直門。

嘉靖年間開始了北京外城的修建。完工以後的外城，全長28里。設門7座：正南為永定門，其東為左安門、其西為右安門；東向為廣渠門，西向為廣寧門（清道光時改為廣安門）。與內城交接的東西交接處有兩個小門，東為東便門，西為西便門。後來又增修了各門的瓮城。

經實測，整個北京城牆的內城東西長6650米，南北長5350米；外城東西長7950米，南北長310米。內外城垛口總數為207725，垛下炮眼12602個。

明北京城牆極富特色。其城牆外壁呈不同的傾斜度，城磚層層疊砌，形成階梯效果，而內側壁則比外側壁略微陡峭，並設有上下城所使用的馬道。內側邊緣築有女牆，其下部的方洞用作排水；外側邊緣築垛口，垛牆下部的方洞用於防禦。