寧武關在1450年建成後，在明成化、正德年間，均有修繕。1479年，當時的巡撫魏紳拓廣了關城，把關城的2000米周長擴建至3500多米，並且加辟了北門，在上面建了飛樓，起名為“鎮朔城”。1498年，寧武關關城的城墻又增高了1.5米，並加開了北門，不過這時的城墻仍為黃土夯築。磚城墻是1606年包砌的。1573年至1620年，寧武關關城在全部用青磚包砌城墻的同時，還修建了東西兩座城門樓。在城北華蓋山頂修築了壹座巍峨聳峙的護城墩，墩上築有壹座三層重樓，名為“華蓋樓”。寧武關的關城不僅與內長城相連，而且在城北還修築有壹座長達20千米的邊墻。1620年，寧武關的城墻用磚包增高了，使關城更為堅固雄壯。當時，明代朝廷為了抵禦蒙古的進攻，在北方不斷設險置關、修築防線，形成了外邊與內邊。而內邊指的就是在山西偏關所建的，經神池、寧武、代縣、朔縣、蔚縣等地抵延慶縣的，蜿蜒1000多千米的內線長城。在這條長城構成的防線上，明代朝廷建關設堡，駐守軍隊。在河北境內，明代朝廷沿線建設了紫荊、倒馬、居庸三個關塞，稱為“內三關”。而在山西境內所建設的偏頭、寧武、雁門三關，被稱為“外三關”。外三關之中，偏頭為極邊，雁門為沖要。而寧武介於這兩個關塞的中間，扼內邊之首，形勢尤重要。