Van de aanleg van zowel de oudste stadse omwalling als de eerste muur zijn geen historische bronnen bekend. Een reconstructie van het verloop van deze stadsbevestiging is dan ook volledig gebaseerd op archeologische bronnen.
De aanzet tot die reconstructie is door A.E. van Giffen en H. Praamstra geleverd in twee artikelen. Op basis van een aantal gerichte onderzoeken vanaf 1938 onderscheiden zij, tot de Grote Uitleg uit het begin van de 17de eeuw, vier periodes. Op basis van nieuw onderzoek worden momenteel drie periodes onderscheiden:-Periode 1: late 11de - vroege 12de eeuw
Mogelijk als gevolg van de accumulatie van Utrechts-bisschoppelijke eigendommen zou vanuit het Utrechtse de aanzet gegeven kunnen zijn tot het aanleggen van een aarden wal met gracht, rondom het dorp. De wal zal ongeveer 4 m hoog zijn geweest; de deels droge gracht zal een breedte hebben gehad van circa 20 m. De wal lag direct ten noorden van de route Hoekstraat-Muurstraat-Hardewikerstraat-Hofstraat, ten oosten van het Prinsenhof, de-Singelstraat, de Schoolstraat en Achter de Muur, en vervolgens net ten noorden van het Gedempte Zuiderdiep ongeveer tot aan de Schoolholm. Hier zal de gracht verbinding hebben gemaakt met de Drentsche Aa, zo ook in de omgeving van de Vishoek, in het noorden. Dit stelsel heeft zeker twee, mogelijk vijf poorten gehad: een tufstenen Herepoort en een, waarschijnlijk, houten Boteringepoort, mogelijk ook een Oosterpoort, een Poelepoort en een Ebbingepoort. Sporen van een houten staketsel op de scheiding van wal en gracht zijn slechts eenmaal aangetroffen.
-Periode 2:13de - 14de eeuw
Op de afgevlakte (?) wal werd een ongeveer 0,6 tot 1 m brede, ongeveer 4 m hoge muur gemetseld, voorzien van vijf poorten en een twintigtal torens, waarschijnlijk afwisselend halfrond en vierkant. Deze laatste staken buiten de muur; op de plaats van de torens maakte de muur een knik. Deze muur was opgetrokken uit kloostermoppen die deels voor de muur werden gebakken en deels uit van stadswege gesloopte steenhuizen in de omgeving van de stad kwamen. Waarschijnlijk werd in deze periode buiten de gracht aan de zuid- en oostzijde van de stad een tweede gracht gegraven, waarbij een singel werd uitgespaard. Bovendien werd binnen de muur een met veldkeien verharde stadsweg aangelegd, voorzien van twee bermsloten. Vermoedelijk fungeerde een kade ter hoogte van de Hoge der A als westelijke stadse verdediging.
Het is waarschijnlijk dat laat in de Middeleeuwen ten westen van de A een nieuwe gracht werd gegraven, het Menrediep. De westelijke toegang tot de stad werd toen gevormd door een poort, de latere Binnen-Apoort. Aanwezigheid van een muur en gracht in het laaggelegen zuidwestelijke deel van de stad is in de 13de eeuw onwaarschijnlijk. Later blijkt er ter hoogte van de Reitemakersrijge een muur aanwezig die aansluit op de A. In de tweede helft van de 16de eeuw was de stadsmuur nog grotendeels intact. Voorzover de muur of torens en delen van poorten geen deel uitmaakten van bestaande gebouwen, werden ze tot in het eerste kwart van de 17de eeuw afgebroken en werd de boven het maaiveld uitstekende wal afgegraven.
- Periode 3: het Bolwerk, rond 1470 - 3de kwart 16de eeuw
In de 15de eeuw bleek een gemetselde muur niet meer bestand te zijn tegen belegeringen met kanonnen. De aanleg van een nieuwe, forse stadswal met een brede gracht ging gepaard met een vergroting van de stad aan de zuid en westzijde. Aan de noord- en oostzijde kwam dit bolwerk net buiten de oude muur te liggen, deels op de gracht. De stadsmuur werd niet afgebroken, maar bleef als een soort achtervang dienst doen tot in het midden van de 16de eeuw. In de nieuwe vestinggordel lagen acht poorten en op cruciale punten aan de zuidzijde bevond zich nog een aantal torenachtige structuren. Gedurende periode 3 is voortdurend gewerkt aan veranderingen en verbeteringen.
Buiten de Krane-, de Oude Boteringe-, de Oude Ebbinge- en de Poelepoort werden halverwege de 16de eeuw ronde aardwerken aangelegd, waarop soms een buitenpoort stond. Enkele andere poorten werden vernieuwd. Aan de zuidwestzijde verrees een bastion in de nieuwe gracht tussen Herepoort en Hoornsediep.
Driemaal is ingebroken in het Bolwerk. De eerste maal onder aanvoering van de Oost-Friese graaf Edzard na 1506, waarbij binnen de wallen in de zuidoosthoek plaats werd gemaakt voor een omgrachte dwangburcht. In 1517 was deze weer verdwenen. De tweede maal betrof het het Kasteel van Alva, dat als vijfhoekige versterking dóór de wallen rond de Herepoort werd aangelegd. In 1569 begon de aanleg, de sloop startte acht jaar later, nog vóór de voltooiing. De derde inbreuk betrof het Statenkasteel, dat vanaf 1599 ten koste van de zuidoostelijke wal vóór de Oosterpoort werd gelegd. Deze inbreuk vormde in wezen de aanzet tot de vierde periode.
- Periode 4:1608-1624; 1624-1876
In deze periode kwam een nieuw verdedigingsstelsel tot stand, omdat de stad aan de noord- en oostzijde werd uitgebreid. De nieuwe verdedigingswerken werden ontworpen door Hillebrandt Smidt en verbeterd door de stadsbouwmeester Garwer Peters. De nieuwe vesting telde zeventien dwingers, zeven poorten en vijf waterpoorten.
De stad had na deze laatste periode min of meer haar door de verdedigingswerken afgeperkte vorm gekregen, tot de slechting van de stadswallen in 1876. Om de stad beter tegen aanvallen uit het zuiden te kunnen beschermen - met het beleg van 1672 in gedachten werd rond 1700 nog de linie van Helpman, ontworpen door Menno van Coehoorn, aangelegd. Deze linie werd in 1870 naar aanleiding van de dreiging van de Frans-Duitse oorlog voor het laatst in staat van tegenweer gebracht.
[Kortekaas]
Lit.: A.E. van Giffen en H. Praamstra, ‘Bijdrage tot de geschiedenis van de stad Groningen binnen de diepen’, GVA 1962, 68-156; A.E. van Giffen en H. Praamstra, ‘Bijdrage tot de geschiedenis van de stad Groningen binnen de diepen’, GVA 1965-1966, 109-194; G.L.G.A. Kortekaas, ‘De Stad-Groninger verdedigingswerken’ in: P.H. Broekhuizen e.a. (red.), Kattendiep Deurgraven; Historisch-archeologisch onderzoek aan de noordzijde van het Gedempte Kattendiep te Groningen (Groningen 1988) 21-29; D.L Lepage, Vestingen en schansen in Groningen. Eeuwenlang de hoeksteen van de Nederlandse defensie (Utrecht 1994).