Со стороны города крепость была обнесена двойным рядом крепостных стен. Первая находилась на внутренней стене крепостного рва и служила защитой для воинов, которые должны были предотвратить попытки противника перебраться через ров с помощью специальных приспособлений — штурмовых лестниц, бревен, канатов. Стена эта была примерно в рост человека и оборудована надежными бойницами. Также ее предназначением было спасать от разрушения вторую, более высокую, стену.
Второй оборонительной линией были стены, за которыми на специально построенных площадках стояли воины и отражали нападения вражеских солдат.
Как уже упоминалось, в крепости было встроено 26 башен, разных по форме и высоте. Они располагались на расстоянии до 45 метров одна от другой. На них были предусмотрены специальные выступы, обеспечивающие фронтальный и фланговый огонь. Часть башен была засыпана землей и камнем (забутирована). Такие башни являлись бастионами, в которых устанавливались тяжелые пушки.
12 башен были полыми и представляли собой жилые помещения. Но одновременно с этим они были приспособлены для самостоятельной обороны и играли важную роль в общей обороне.
В крепости было трое входных ворот. Одни — со стороны суши, а двое — со стороны лимана. По суше можно было войти через башню Главного входа — Килийские ворота. Он закрывался подвесным деревянным мостом, который весил 3 тонны.
Первый двор, Гражданский (Южный), был самым большим по площади и занимал около 5 гектаров. Так как крепость имела большое общественное значение, то за ее стенами в период ведения боевых действий укрывалось все население города, вне зависимости от богатства и социального положения. Внутри этого двора находились одно- и двухэтажные постройки. У каждого здания были оборудованы специальные емкости в земле для хранения питьевой воды, которую запасали в мирное время. В этом дворе были несколько башен, каждая из которых имела свое название: Девичья, Сторожевая, Минарет и башня Пушкина.
Второй двор был гарнизонный. Вход во двор осуществлялся через специальную башню. Под сводами ее были три арки и деревянные балки. Там же находились двустворчатые ворота, окованные металлическими пластинками.