《江陵县志》云：“晋永和元年(公元345年)，桓温督荆州，镇夏口，八年还江陵，始大营城橹”。考古资料证实，在五代城垣之下，叠压着高1.6- 1.7米，宽6.5米的东晋至隋唐时期的夯土城垣，证实了文献记载的真实性。桓温所营筑，实际是将旧城与关羽所筑之城包括为一，但并不是将关羽之前的旧城与关羽所筑之城简单相连，两城既呈东、西错落，桓温营筑时，势必进行补缀，即史籍所谓在平面上的“增修之”，在立面上的“增修之”，则是加高培厚城垣。桓温所筑之城比故二城的面积略大，更比现荆州城大。两城相接后，其间城垣并未拆除，因而在城中形成隔墙。晋元兴二年(公元403年)，桓温之子桓玄谋据荆州，篡位称帝，建国号曰楚，改年号曰永始。翌年被诛杀于城西枚回洲。齐永元三年(公元501年)，萧宝融即位于荆州城，是为和帝。梁承圣元年(公元552年)，萧绎于荆州称帝建都。侯景之乱时，绎尝于城外闹回七十里，树木为栅，掘堑三重而守之。绎在城内建有著名园林“湘东苑”和图书馆“东阁竹殿”。公元555年，西魏划荆州城为东、西二城，自是利用已有的城中隔墙而分。隋大业十四年(公元618年)，梁后膏萧铣称梁帝，都江陵。唐肃宗上元元年(公元716年)，号荆州城为“南都”，并增置永平军，以加强武备。至唐代，荆州城中隔墙始清除。
北宋时期
五代至北宋末期。《荆州府志》记述：“后梁乾代二年(公元前912年)，(南平王)高季兴大筑重城，复建雄楚楼，望沙楼为扦蔽，执畚锸者十数万人，将校宾友皆负土相助。《荆州府志》云：“郭外五十里冢墓多发掘取砖，以（秋瓦）城。工毕，阴惨之夜，常闻鬼泣及见磷火焉”。高氏取墓砖（秋瓦）城，砖的来源拮据，自然不能建成如后世那样完整而坚固的砖垣，却为荆州城用砖之始。荆州城的构筑方式至此发生质的飞跃。砖城基宽0.9米、高1.1米，在砖墙外侧有用两层砖铺的宽0.6米的护脚。砖基之上有用碎砖间粘土夯筑而成的砖土混合墙，下部与砖基同宽，上部与五代土城垣同高。砌墙所用的砖均为东汉至隋唐时期的墓砖，与文献记载完全吻合。五代砖墙的发现，使荆州城修建砖墙的历史提前了四百多年。 据《江陵县志》记：“崇桢十六年，流贼张献忠陷荆州，夷城垣”。清顺治三年(公元1646年)，荆南道台李西凤、镇守总兵郑四维依明代旧基重建。“兵民重筑，悉如旧址”。康熙年间，于城中设间墙，东部驻满洲八旗兵，称满城；西部为官衙民舍，称汉城。清朝时期，荆州城屡被水患，修葺之工频繁，仅雍正、乾隆两朝，凡四修，耗银二十二万九千六百余两。雍正五年(公元1727年)，乾隆二十一年(1756年)，五十三年(1788年)，均对荆州城墙进行过维修．特别是乾隆五十三年六月二十日，万城堤决，水从西门入，城垣多处溃圮。清廷自乾隆五十四年至五十七年，发帑银二十万零六千余两，命钦差大学士阿桂等依旧基对城垣进行补修。其时，水津门(城西南隅)、小北门因地势低洼，退入数十丈，城东南角退入十数丈，从而使现荆州城的规模最后定形。
随着冷兵器时代的结束，荆州城的军事功能逐渐丧失。但人们对荆州城的维修、保护始终不怠。1987年发掘卸甲山西侧城垣时，发现铭文为“丙子年”的城砖，经考为民国二十五年(1936年)遗物。城砖说明国民政府也曾对荆州城墙进行过维修。
