汴京有内城和外城两道城墙，内城修建于唐建中二年，起初总长二十里一百五十五步；外城修建于后周世宗显德二年，起初总长为四十八里二百二十三步。
唐代的街道横平竖直，坊市燕然，但汴京的街道曲曲弯弯，使得整个王朝看起来甚为缺乏大国的气象。所以到了神宗时期，曾一度想要对汴京城加以大力改造，可这笔费用实在不菲，最后只得作罢，但在城墙上却增加了一圈女墙，以加强防护。
虽然不太美观，可是从防御上说，还是曲折不平的城墙更耐打击，偏偏在徽宗政和六年时，徽宗大笔一挥愣是将城墙给大肆改造了一番。当时徽宗大建宫室，又顺便将汴京内外给美化了一番，城池也作为重点改造的工程给纳入其中，很多不平的地方居然都给拉直了，最终将外城总长扩展为五十里一百六十五步。
汴京的内城一共有十二个门，东城墙三门：从北往南依次为望春门、丽景门、角门子；南城墙三门：从东往西依次为保康门、朱雀门、崇明门；西城墙三门：从南往北依次为宜秋门、角门子、阊阖门；北城墙三门：从西往东依次为天波门、景龙门、安远门。
外城墙一共有十二个陆城门和八个水门，陆门分别为：东城墙两门，南为朝阳门，北为含辉门；西城墙三门，南为顺天门，中为开远门，北为金耀门；南城墙三门，东为宣化门，中为南薰门，西为永泰门；北城墙四门，从东往西分别为长景门、永泰门、通天门、安肃门。
八个供货物进出的水门，水门中都有随时可以放下的水闸，以防止城外的敌人来袭。其中汴河的上水门分成大通门与宣泽门南北两个，下水门南北分别称为上善门和通津门，惠民河上水门叫普济门，下水门叫广利门，广济河上水门叫咸丰门，下水门叫善利门。
在城墙之外，有一条宽达十余丈的护城河，名叫“护龙河”。护龙河两岸遍植杨柳，禁止行人往来。城墙上每隔百步就设一个“马面”，由于更厚实，不仅可以抵御炮火的攻击，也更容易对付城下之敌，以免形成攻击的死角。马面上还有战棚及躲避弓箭的女墙，城墙内有专门的种植了树木的牙道，每两百步还有一个武器库。
为了更好的御敌，外城的城门大都带有三层的瓮城，瓮城都是“扭头开门”【1】的，这种设计正是为了避免攻城一方的大炮直射，令其不易摧毁城门，以加强敌方攻城的难度。
不过要命的是，由于经常要供皇帝出入使用，御道上的那四个门（南薰门、顺天门、朝阳门、永泰门）都修的是直门两重，这里就成了令守城者最不放心之处。
在徽宗时期城池改造时，为了美观计便拆掉了用于防御的“楼橹”，由于天下承平日久，楼橹的修复也迟迟没有考虑，若想紧急修复，也须五千工匠一个月的功夫。此外更麻烦的是，在城东新郑门外一个叫做樊家冈的地方，由于接近皇家禁地，在开挖护城河时深度不够，再想补挖已经来不及了，所以此地就成了此次防守的最大薄弱处。
汴京被弃城的危险算是过去了，可京城所的人都没有信心，百余年来汴京无战事的状态，也早已让军民们忘记了如何守城，甚至连守城的很多工具也都没有预备，这一切重负都压在了李纲的肩上。
汴京城中的禁军主力不足十万人，李纲先拨出四万八千人来平分到四面城墙上，然后又调拨了大量的保甲、居民和厢兵来为禁军服务。此外，李纲又准备了四万人马作为灵活使用的兵力，这些人马被封为前、后、左、右、中五个军。