元代初期，蒙古统治者深恐汉人反抗，大毁天下城郭。元至元十五年（1278年）广州城墙被拆。可以说明代的广州城是在元代广州城废墟上建立起来的，同时又是在宋三城（子城、东城、西城）的基础上扩建而成的。
从明洪武三年（1370年）设立广州市舶提举司起，明代的广州城就不断扩展。先是当年将宋代三城合而为一，扩展东城。洪武七年（1374年）又扩大北城，北跨越秀山（当时称越台山或观音山），在山上建造镇海楼。城周长达21里32步，称为老城，有八门，城墙高2.2丈，上宽3.5丈。明代广州城达到前所未有的规模：东至大东门（今越秀路），西至西濠（今人民路），北至越秀山，南至海边（今一德路至新河浦涌），并扩大了西关十八甫商业区。今天广州城内的主要街巷，大多在明代就已经有了。
清初因战火以及“迁海”、海禁政策的影响，广州的经济遭受严重破坏，城建亦几乎完全停滞下来。只有顺治四年（1647年）在新城之南加筑直至江边的东西翼城，此处，无多大的增改。
现在明代广州城墙几乎已荡然无存。只有越秀公园内东起小北门（今小北花圈），西迄大北门（今解放北路与盘福路交汇处），有一段明代古城墙，长1100多米，断断续续，横跨越秀山。残垣高度从1米至10米不等，保留较完好的是外镇海楼附近的一段，长达200米。从山腰抬头仰望，还依稀可见巍峨高耸的城头上那锯齿状城碟和一块块红砂岩石条镶嵌的斑驳的古城墙面。古城墙上芳草萋萋，如此苍凉凝重，给游人一种怀古凭吊的气氛。

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