現存平面為長方形，南城墻因洛河北移被水沖毀。北、東、西 3面城墻保存較好。部分地段高出地面5～7米左右。包括西北隅金墉城在內，北墻全長約3700米，寬約25～30米；西城墻殘長約4290米，寬約20米；東城墻殘長約3895米，寬14米。全城周長14公裏。城墻夯土版築，版築夾棍眼的痕跡尤存。在部分城墻上還發現有向城外突出的墩臺，西墻北段有 4座，北墻東段有 3座。墩臺間距為110～120米，類似後世城墻所築的“馬面”。在城墻外側均發現有護城河遺跡。北魏外郭城破壞殆盡，現存南郭城少量夯土垣墻殘段。
西城墻探出5座城門，除北起第二門為壹門二洞外，皆為壹門壹洞。最北壹門是北魏的承明門，向南是北魏的閶闔門，即東漢的上西門，再南是北魏的西陽門，再南是東漢的雍門，北魏時廢，最南是北魏的西明門，即東漢的廣陽門。北城墻探出 2座城門，西面的壹門三洞，是北魏的大夏門,即東漢的夏門,東面的門洞已破壞，有壹條路土通過，應是北魏的廣莫門，即東漢的谷門。東城墻探出 3座城門，皆為壹門壹洞。北起第壹門是北魏的建春門，即東漢的上東門，與閶闔門相對。第二門是北魏的東陽門，即東漢的中東門，與西陽門相對。第三門是北魏的青陽門，即東漢的旄門(又稱望京門)，與西明門相對。文獻中所載南城墻的 4座門，自西向東為北魏時的津陽門(東漢津門)、宜陽門(東漢小苑門)、平昌門(東漢平城門)、開陽門(東漢同名)，沒於洛水已無跡可尋。
城內***鉆探出東西橫街4條，南北縱街4條，基本上都與城門相連。其中由東城墻的建春門向西直通西城墻的閶闔門的橫街，全長2510米，寬35～51米，是壹條橫穿宮城的主幹大道；其南由東城墻東陽門向西直通西城墻西陽門的橫街，全長2630米，寬約41米，從宮城南側通過，將全城分為南北兩半；還有北從宮城南門起，向南壹條縱街直達洛河邊，應是通過南城墻宣陽門的銅駝街，為全城的南北中軸線，殘長1650米，寬約40～42米。街道兩旁發現有大面積的夯土建築基址，應是文獻上記載的左衛府、右衛府、太尉府、司徒府等衙署和太廟、太社的遺存。
東漢時期，城內主要宮殿為南宮和北宮。曹魏、西晉變化不大。北魏時建立了單獨的宮城。北魏的宮城位於城內北中部，南北長1398米，東西寬 660米，占全城總面積十分之壹左右，是最重要的中心建築區。宮城的南、東、西三面城門已找到，南門也稱閶闔門，門洞闕口寬約46米，門兩側有厚大的夯築土闕，形制雄偉；東門雲龍門與西門神虎門相對。宮城內西部有壹座大型夯土臺基，東西長100米，南北寬60米，高出地面4米左右，應是北魏太極殿遺址。在宮城其他地方還發現夯土臺基20余處，亦為宮殿遺存。
城的西北隅有曹魏時期修建的金墉城，由 3個南北相連的小城組成，平面呈“目”字形，南北長約1048米，東西寬為255米。3城之間有門道相通，城墻寬約12～13米，殘高 6米左右。城內也發現有20多處夯土臺基。金墉城北靠邙山，可俯瞰洛陽全城，是進攻和防守的制高點，在城墻的外壁上，每隔60～70米也有壹座向外突出的墩臺，可見這裏應是壹座軍事要塞。