Le prime fortificazioni per la difesa di un traghetto fluviale a Ferrara furono costruite dai bizantini attorno al VI secolo, ed in seguito, per proteggere un secondo traghetto, si aggiunsero altre mura difensive nel X secolo, ad opera di Tedaldo di Canossa.
Successivamente, quando fu costruita la nuova cattedrale più a nord rispetto alla preesistente basilica, le mura ebbero una prima impronta organica di difesa verso nord del nuovo centro cittadino, ed anche la loro estensione si ampliò. Nel 1314 le mura compresero anche la zona di Borgo Vado, e comparvero i primi tratti di cortine in mattoni. Gli storici riferiscono di una porta presente allora nella zona, che corrisponde alla moderna via Ripagrande.
La porta più prestigiosa, nel tardo XV secolo, era la Porta degli Angeli, nella parte settentrionale delle mura, dalla quale accedevano alla città gli ospiti illustri, ma anche gli stessi duchi: fu ad esempio attraversando questa porta, nel 1598, che Cesare d'Este lasciò la città, restituita allo Stato Pontificio, per trasferire la capitale a Modena. La Porta degli Angeli, tuttavia, non è l'unica risalente quell'epoca: a Ferrara si poteva entrare da sud attraverso la Porta Paola e da est transitando sotto la Porta San Giovanni.
Lungo tutto il perimetro, le mura conservano i bastioni, alcuni dei quali non sono perfettamente conservati, concepiti per la difesa da assedi condotti con armi da fuoco e circondati da fossati ormai non più visibili, erano dotati di cannoniere e mostrano, ancora oggi, la forma di uno sperone o di una picca. Sono presenti principalmente nella parte meridionale delle mura.
