Gắn bó mật thiết với đời sống văn hóa của cư dân nơi đây, Thành Bắc Ninh từng đi vào câu ca Quan họ với niềm tự hào "Trong sáu tỉnh người đã chưa tỏ, ngoại năm thành chỉ có Bắc Ninh".
Trấn lỵ của trấn Bắc Ninh trước kia ở xã Đáp Cầu thuộc huyện Võ Giàng. Tháng 2 năm Giáp Tý (1804), vua Gia Long cho dời trấn lỵ cũ đến xã Lỗi Đình thuộc huyện Tiên Du.
Lúc đầu, thành Bắc Ninh chỉ được đắp bằng đất, cho tới năm Minh Mạng thứ 6 (1825), thành được xây lại bằng đá ong và cuối cùng xây lại bằng gạch vào thời Thiệu Trị (1841). Thành xây tại chỗ giáp giới của 3 xã thuộc 3 huyện là Đỗ Xá (huyện Võ Giàng), Khúc Toại (huyện Yên Phong) và Lỗi Đình (huyện Tiên Du).
Trước khi Pháp chiếm, tỉnh lỵ của Bắc Ninh mới chỉ là một dãy phố trải dọc theo con đường trạm đá khoảng 1500 m, chủ yếu là hơn 1500 người Hoa trú ngụ, còn quan lại và chính quyền đóng trong thành. Năm 1892, tám năm sau khi Pháp chiếm Bắc Ninh, nhà thờ lớn của Tòa giám mục dòng Dominicain được xây dựng ở Bắc Ninh, kiến trúc đẹp và hoành tráng vẫn còn giữ đến ngày nay.
Thành Bắc Ninh được xây dựng theo đồ án “hình sáu cạnh”. Theo hệ đo lường cổ Việt Nam, thì thành chu vi 532 trượng 3 thước 2 tấc. Tường gạch cao 9 thước. Xung quanh có hào rộng 4 trượng sâu 5 thước. Thành có 4 cửa mỗi cửa đều có cầu đi qua hào. Ở sáu góc thành đều có pháo đài nhô ra ngoài, theo kiểu dáng điển hình Vauban. Đây rõ ràng là một thành lớn sau thành Hà Nội, chứng tỏ sự quan tâm nhiều của triều Nguyễn đối với tầm quan trọng mọi mặt của đất Bắc Ninh.
Theo GS, TS Ðỗ Văn Ninh, tác giả cuốn sách "Thành cổ Việt Nam", Thành Bắc Ninh là thành cổ đầu tiên của Việt Nam được xây dựng theo đồ án hình lục giác. Về kiến trúc, Thành Bắc Ninh là một trong bốn tòa thành đẹp nhất vùng Bắc Kỳ thời bấy giờ. Thành có diện tích 545.000 m², tường cao 9 thước đắp bằng đất đá, sau thành bằng gạch đá, chu vi dài hơn 532 trượng, chung quanh có hào nước sâu bao bọc. Trong thành có sắp xếp các bộ phận gồm Doanh trấn thủ, Ðài bác vọng, kho thuốc súng, nhà Công đồng, Thời nhà Nguyễn, Thành Bắc Ninh là trung tâm bộ máy cai quản hành chính hai tỉnh Bắc Ninh - Thái Nguyên. Thời thuộc Pháp, xác định rõ vị trí, tầm quan trọng của tòa thành này, ngày 16/5/1925, toàn quyền Ðông Dương đã ký quyết định xếp hạng di tích Thành Bắc Ninh là công trình kiến trúc nghệ thuật tiêu biểu.
Trải qua nhiều năm, đặc biệt là qua một số trận đánh, tòa thành đã bị hủy hoại nhiều. Nơi đây là chiến trường của trận đánh tới 27.000 quân Pháp với quân Thanh và quân Việt năm 1884.
Ngày 16 tháng 12 năm 1883, quân Pháp đánh chiếm được thành Sơn Tây. Hai ngày sau (18 tháng 12) ở Paris, nghị viện Pháp đã phấn khởi gửi thêm 7.000 quân, cấp 17 triệu quan và còn cho vay thêm 3 triệu nữa, để hoàn thành gấp công cuộc thống trị và bảo hộ ở Việt Nam.
Giữa năm 1882 quân đội Mãn Thanh cũng tràn đến Bắc Ninh để tranh giành ảnh hưởng và lãnh thổ.
Giữa Pháp và Trung Hoa xảy ra việc điều đình, nên mặc dù vẫn gửi viện binh, nhưng chính phủ Pháp đã chỉ thị cho Tổng tư lệnh ở Bắc Kỳ là chỉ được đánh chiếm thêm Bắc Ninh và Hưng Hóa mà thôi, vì nếu đánh lên nữa sẽ đụng độ với quân Thanh, không có lợi cho việc nghị hòa trên.
Thành Bắc Ninh là một căn cứ tập trung khá đông quân đội Việt và quân đội Thanh. Nhưng trước sự thất bại vừa rồi của thành Sơn Tây, Tổng đốc Bắc Ninh là Trương Quang Đản đã nao núng, nên ông đã cho rút quân ra khỏi thành về đóng ở huyện Tiên Du. Cho nên lúc bấy giờ ở ngoại vi thành chỉ có tướng nhà Thanh là Triệu Ốc trấn giữ, ở trong thành chỉ có Bố chính Nguyễn Tu, Án sát Nguyễn Ngọc Trân cùng 10.000 quân Thanh do Thống lĩnh Hoàng Quế Lan chỉ huy.
Còn bên quân Pháp có cả thảy 16.300 quân, 55 khẩu đại bác và 6 tàu chiến. Đặc biệt, là lần này có thêm một công cụ mới để điều tra quan sát trận địa đó là chiếc khí cầu.
Cuộc chiến đã diễn ra từ ngày 7 - 12/3/1884. Kết thúc trận đánh chiếm, theo Thomazi (1934) thì con số thiệt hại của đôi bên như sau:
Bên quân Thanh: 100 chết và 400 bị thương.
Bên quân Pháp: 9 chết và 39 bị thương.
Nhưng theo Trần Trọng Kim, thì quân Pháp có 8 người chết và 40 bị thương. Phạm Văn Sơn, trong Việt sử tân biên, ghi tương tự, nhưng còn cho biết thêm là trên đường tháo chạy về Thái Nguyên (vì Pháp đã cho chặn đường về Lạng Sơn), quân Thanh đã bỏ lại nhiều súng ống, đạn dược và hàng trăm khẩu đại bác.
Cho đến nay ngôi Thành này vẫn chưa hề được tu bổ, tôn tạo, ngược lại còn bị chiến tranh, mưa tuôn nắng dội, sự xâm lấn của con người đã làm cho di tích bị xuống cấp nghiêm trọng. Dấu tích còn lại của Thành cổ Bắc Ninh là ba cổng thành, một phần bờ thành và dãy hào sâu, hai khẩu súng thần công, trong đó nổi bật là cổng tiền với đài gác vọng, cột cờ cao gần 20 m.
Cột cờ Bắc Ninh và kho vũ khí
Thành Bắc Ninh trên bưu ảnh Pháp
Cổng thành Bắc Ninh ngày nay
Thành cổ Bắc Ninh
Lính Pháp đang ngắm con voi của Tổng đốc Bắc Ninh Trương Quang Đán
Súng đạn và vũ khí quân Cờ đen bỏ lại, bị Pháp thu giữ
Một đoạn tường thành Bắc Ninh bị sứt mẻ sau đợt tấn công của quân Pháp
Pháo đài Bắc Nình trên bản đồ trực tuyến, hình lục giác còn rất rõ ràng
Sơ đồ thành Bắc Ninh vẽ năm 1909
Cổng Bắc thành sau đợt tấn công của quân Pháp
Cổng chính thành Bắc Ninh trên bưu ảnh Pháp
Một đoạn công sự do quân Cờ đen đắp năm 1884 để chống lại quân Pháp
Hào nước phía bên ngoài pháo đài
Tường Bách