Укрепленный центр Полоцка изначально находился на городище возле реки Полоты, но затем в XI веке был перенесен к ее устью, на мысовую площадку, расположенную на правом берегу Западной Двины.
Сведений об укреплениях Полоцкого замка XIV – XV века нет, из документа XIV века известно лишь только, что была снесена «Волковая» башня. Более подробные сведения о замке дает документ «Полоцкая Ревизия 1522 г.», который был составлен маршалком Яном Кмитою и конюшим Троцким Мартином Подцевским.
Согласно ревизии, Полоцкий замок насчитывал 9 башен и 204 деревянные городни, построенные по краю высокой «Самородной горы». Все городни были срублены из сосны, стены толщиной в 5 бревен и длиной 5,84 метра. В данном документе описывались также башни замка.
Первая воротная башня называлась «Устейской», она стояла в углу замка над устьем полоты и открывала путь через мост в Заполотский посад. Башня была срублена толщиной в три бревна и имела прямоугольную форму в плане. Имела подъемный мост.
Вторая башня, как и первая, имела толщину стен в три бревна. У третьей башни были бойницы для пушек. Про четвертую башню упоминаний нет. Пятая «Михайловская вежа», построенная браславскими наемными строителями, охраняла выход к Полоте. «Богородицкая вежа», шестая по счету, возводилась строителями из Великих Лук, Себежа, Невеля и Зоволчья.
Седьмая башня строилась полоцкими мещанами и была достроена в 1522-ом году. Помощь в строительстве оказал Великий князь Литовский Сигизмунд, выделив на строительство 10 коп грошей (1 коп = 60 грошей). Восьмая башня охраняла мост из замка в Великий посад. Последняя девятая башня называлась «Софийская вежа», она была толщиной в три бревна и стояла на углу замка.
Все мещане Полоцка обязаны были смотреть за состоянием четырех башен и сорока городней. Кроме того, они должны были ремонтировать и строить два моста и укрепления острога вокруг Великого и Заполотского посада.
Из ревизии 1552-го года также известно, что Полоцкий замок и город имели свою систему охраны. Так замковые ворота охраняли драбы, а содержались они на доходы от Полоцкой таможни. Помимо этого, Великим князем Литовским Сигизмундом в 1529 году был специально издан «Устав Полоцку», в котором определили порядок несения охраны городских ворот и укреплений. Согласно этому уставу, ночью дежурили «кликуны», которые кричали и трубили в особые трубы. Очень важное значение придавалось несению противопожарной службы.
Вторая группа охраны, согласно уставу Сигизмунда, состояла из 12 человек, в нее могли входить все жители города, от княжих людей до мещан. Эта группа сторожила ворота в ночное время. Кроме того, в Полоцком замке существовала и постоянная группа сторожей, получавшая за это зарплату.
Из-за своего местоположения Полоцк являлся важным стратегическим центров и лакомым куском для различных врагов. Стены Полоцкого замка и города не раз защищали жителей от постоянных нападений на город. Во времена частых нападений ливонского ордена, Полоцк ни разу не был захвачен крестоносцами. Однако деревянные стены не могли уберечь от пожаров, Полоцкий замок сгорел в 1499-ом году, но его быстро и энергично восстановили.
Начиная с XVI века, во время частых военных действий укрепления Полоцкого замка и города подвергались серьезным разрушениям. Во время Ливонской войны в 1563 году войска Ивана Грозного сильно разрушили оборонительные сооружения города и замка. Однако после взятия Полоцка царские войска быстро привели их в исправное состояние.
В 1579-ом году при освобождении Полоцка войсками Великого князя Литовского и Польского короля Стефана Батория от войск Московского княжества полоцкие стены были снова повреждены пожаром и ядрами. А после освобождения вновь восстановлены. И не раз еще ремонтировался замок в период с 1654 по 1667-й год, время войны Речи Посполитой с Московским государством.
В период северной войны в Полоцком замке и посадах были дополнительно построены бастионные фортификации. Что касается стен, то они по-прежнему оставались деревянными, это хорошо видно на чертеже 1703-го года стольника Петра I М. Цызырева.
Последний раз Полоцкий замок и городские укрепления держали оборону в войну 1812-го года, после окончания которой утратили свое стратегическое значение. Сегодня территория замка включена в историко-археологический заповедник.