Морето е била естествена, но не единствена преграда за неприятелските набези срещу Несебър. През многовековното съществуване на града многократно се изграждат крепостни системи, които правят полуострова недостъпен.

След разкопките и последвалата консервация и реставрация, останалите и до днес части от укрепителните системи се превръщат в най-импозантния паметник на миналото, който посреща и изпраща гостите на старинния Несебър.

Първите засвидетелствани заселници на полуострова – траките, пристъпват към укрепване на селището си към VІІІ в. пр.Хр. На северозападния бряг е разкрита крепостна стена, заедно с портата. Градена от ломени камъни и кал, тя и до днес е запазена на височина около 2 метра. Овалните извивки на стените – характерни за тракийското строителство, се наблюдават и тук, в Несебър.

При колонизацията, в края на VІ в. пр.Хр. гръцките заселници не изграждат веднага нова укрепителна система. Към това те пристъпват едва в края на V и началото на ІVв.пр.Хр., като някои части от крепостните стени се изграждат и през ІІІ в. пр.Хр. Градежът е от големи каменни блокове с обработени лица и подравнени в редове, без спойка. Вътрешността на крепостните стени е пълна с ломени камъни и пръст. Запазената стена е около 3 метра. Проучено е трасето на гръцката крепостна стена в западната част на града – на някои места тя се застъпва с по-късната – византийската крепостна стена.

При завладяването на Месамбрия от римляните крепостните съоръжения остават почти непострадали и се използват през следващите векове.

След разпадането на Римската империя управниците на Византия предприемат активна строителна дейност и в средата на V в. в Месамбрия се издигат нови крепостни стени, градени в “опус микстум” – редуване на пояси от камъни и тухли. Най-добре е съхранена крепостната стена около градската порта – срещу провлака. Тук тя е с лице от големи каменни блокове, обработени в правоъгълна форма. Портата е фланкирана от две правоъгълни кули, а в страни от тях симетрично са изградени полукръгли и кръгли кули. Две врати – спускаща се и двукрила, затварят плътно входа на града. По време на ранновизантийската епоха е издигната крепостна стена и на югозападния бряг – при морската гара., запазена и до днес. Тя завършва с поредица от панорамни тухлени арки, предаващи на брега неповторим колорит. Фрагменти от стената са открити и югоизточно от полуострова – на 80 м в морето.

Ранновизантийската укрепителна система се използва през цялото средновековие. На няколко пъти, при нападения е сериозно повреждана, но бързо след това е възстановявана. Първата реконструкция датира от края на VІ в. и началото на VІІ в., след нападението на аварите. При превземането на Месамбрия /812 г./ войските на хан Крум разрушават крепостната стена, която в края на ІХ в. е възстановена със строеж от тухли. В средата на ХІ в. укрепителните съоръжения отново се ремонтират. При царуването на Иван Александър стените за последен път се реконструират.

След падането на Несебър под турска власт /1453 г./ укрепителната система губи предишното си значение и оставена без грижи, постепенно се разрушава.