1 外城
外城是东京城军事防御的第一道屏障，始建于五代后周世宗柴荣执政时期的显德三年（956）。为了与城内原有的唐汴州城（北宋时称内城、旧城等）相区别，又称外城、新城、罗城、土城等。
周世宗，是中国历史上一个年轻有为的皇帝，史称其“英毅雄杰，以衰乱之世，区区五六年间，威武之声，震慑夷夏，可谓一时贤主”。他在显德元年（954）即位以后，在政治、经济和军事等方面进行大力整顿，使社会秩序很快就安定下来，经济开始复苏。此时，再继续使用原汴州城作为国都，已不能满足时代发展的需要了。于是周世宗在即位的第二年，就颁诏天下，打算兴建新城。在进行了一番精心准备之后，筑城工程于显德三年正月正式拉开序幕，“发畿内及滑、郑、曹之丁夫十余万筑新罗城”。当时由于开封一带为“汴卤”之地，当地土中含沙量大，土质松软，不易筑城，还从百里之外的郑州虎牢关（在今河南荥阳）一带运来黏性较大的土筑之。在筑城过程中，对新建街道、军营、官署、民舍乃至旧坟新葬等事宜均做出了具体要求：“且令自今葬埋皆出所标七里之外，其标内俟县官分画街衢、仓场、营廨之外，听民随便筑室”；“其京城内街道阔五十步，许两边人家，各于五步内取便种树掘井，修盖凉棚，其三十步以下至二十五步者，各与三步，其次有差”。工程历时一年有余，次年完成。“新城周回四十八里二百三十三步”，共开城门十座，其中南面三门，中为朱风门，东为朱明门，西为景风门；西面二门，南为迎秋门，北为肃政门；北面三门，中为爱景门，西为云德门，东为景阳门；东面二门，南为延春门，北为寅宾门。
周世宗扩建的外城，彻底改变了已延续使用170余年的唐汴州城面貌，从此形成了东京城由外城、内城、皇城三重城垣相围护，层层套叠的新格局，扩大了开封城的规模，拓宽了城内的街道，市容也大为改观。纵观古代开封城的发展历史，如果说是在北宋时期达到了鼎盛的话，那么可以说周世宗时期已埋下了伏笔，奠定了坚实的基础。
北宋时，对外城的修整倍加重视，增修达十余次之多，其中规模最大的一次是神宗时期。这次工程于熙宁八年（1075）九月正式开工，由神宗的得力大臣宋用臣总体负责。筑城中，还采用了宦官黄怀信等人的献策，对传统筑城工具进行改进和创新，首次使用飞土梯、运土车等机械工具，大大加快了筑城速度。工程历时三年，至元丰元年（1078）十月完工。新筑的外城，周长50里165步，较后周世宗所筑之城增长了近2里，高、宽较前代也略有增加。熙宁年间，还大规模地开挖城壕，制定的开壕标准为“开阔五十步，下收四十步，深一丈五尺”，但由于工程难度极大，最后竣工时壕仅“阔十余丈”。据考，北宋时期二步为一丈，阔十余丈，也就是二十多步，可见远未达到当初所定的标准。尽管如此，竣工后城壕的作用还是非常明显：“自是水有所归，而京城固矣。”
神宗元丰七年（1084），又在外城墙体之上增筑了马面、敌楼、战棚和女头等。瓮城、马面、敌楼、战棚、女头等都是城墙的附属物，也是我国古代城池的主要防御设施，它们最早都是使用于边疆地区的城池上，从北宋东京城开始，内地的城池才普遍使用瓮城、马面等边防设施。
瓮城
所谓瓮城，是古代建在城门之外的小城，又叫瓮门、月城等。《武经总要》中对其解释曰“其城外瓮城，或圆或方，视地形为之，高厚与城等，惟偏开一门，左右各随其便”。外城原本没有瓮城，也是在神宗熙宁年间增筑外城时增建的。有了瓮城，人们在进城时，必须“先入瓮城……次方入大城”，如此层层设防，易守不易攻，军事防御功效显而易见。
《武经总要前集》中的东京瓮城形制图
马面
《武经总要前集》中的东京外城马面、敌楼图
马面是指城墙墙体的向外突出部分，多为长方形或半圆形，因外观狭长如马面而得名。一般每隔一段距离就建一处马面，这样，在敌军攻城的时候，守城官兵就可以站在马面上，从三面打击城下的敌人。当时，为了便于战时瞭望，马面上还建有木结构的楼子，叫作敌楼。此外，在外城上还配置了便于在守战中使用的活动装置，称作战棚。沈括《梦溪笔谈》中对战棚的解释为：“边城守具中有战棚，以长木抗于女墙之上，大体类敌楼，可以离合，设之，顷刻可就，以备仓猝，城楼摧坏，或无楼处受攻，则急张战棚以临之。”可见，战棚也就是便于战时移动、活动的敌楼。
女头
女头，也叫睥睨、女墙等，是建在城墙顶部靠外一侧的矮墙，一般每隔一段距离留有垛口或孔眼，也是为了便于城墙上的士兵瞭望、张弓射箭打击城外的敌人而建。之所以叫做女头、女墙，系在我国古代，有“物之小者称女”的习惯说法。《释名》中对睥睨、女墙也有如下的解释：“城上垣曰睥睨，言于其孔中睥睨非常也。亦曰陴，陴，裨也，言裨助城之高也。亦曰女墙，言其卑小比之于城，若女子之于丈夫也。”按《宋会要辑稿》所记，外城睥睨的高度为七尺。
今开封城墙上的女墙
经过北宋诸帝多年苦心经营，东京外城已经是城高壕阔、壁垒森严，显居当时全国诸城之冠；对城门按边城之制加以改造，在原城门之外增筑瓮城，为内地城市所仅有；城墙上又密置敌楼、战棚、马面、女墙等，各种防御工事，一应俱全。正如《东京梦华录》中所记：“新城每百步设马面战棚，密置女头，旦暮修整，望之耸然……每二百步置一防城库，贮守御之器，有广固兵士二十指挥，每日修造泥饰，专有京城所提总其事。”北宋东京城，俨然一座屹立于中原大地上的封建军事堡垒。
据考古勘探、发掘得知，整个外城呈东西略短、南北稍长的长方形，城墙四壁与今开封城墙四壁基本平行，东墙距今城最近约1.4公里，西墙距今城最远约2.2公里。城墙东、西墙方向约在北偏东10°，南、北墙方向约东偏南14°。据实测，外城周长约29120米。据考，我国唐、宋时一里约为今天的576米，如此计算，约合宋里50.56里，这与文献中记载的北宋末年扩建后的外城“周回五十里一百六十五步”是相吻合的。今开封城墙周长14.4公里，如此对比，可知北宋时期外城的周长比今开封城墙周长的2倍还要多，面积比今开封老城区面积的4倍还要大，足见东京外城规模之宏大。东京外城的建筑非常坚固。考古发掘表明，城墙系夯土版筑而成，夯土层次明显，每层厚8～12厘米，夯窝多呈梅花状，密集均匀，结构坚实，夯窝直径4～5厘米，深约1厘米。从对城墙夯土的重点解剖来看，一般是在下层夯土上，先垫一层厚2～4厘米，含有灰、白、红颗粒状的灰褐黏土，然后再于其上填一层厚7～8厘米、含沙量较大的红褐沙土进行夯打，下层铺垫的灰褐黏土应是起着“黏合剂”的作用，这种作法，应是针对开封土碱性大、含沙量大的特点所采取的必要措施。在发掘过程中经仔细对比可知，城墙夯土中大量使用的红褐沙土，与墙基下的自然土完全相同，应是取自本地土，而作为“黏合剂”少量使用的灰褐土，则与墙基下的自然土特征迥异，应是从外地运来的，这与《宋史》中所记“若因修京城，令役兵近汴穴土，使之成渠”以及《金史》中所记“父老所传周世宗筑京城，取虎牢土为之”是相吻合的，这也印证了筑城所使用的灰褐土的确是从百里之外的郑州虎牢关一带运来。
考古探方解剖出的城墙夯窝
北宋时期外城上共有12座城门，其他尚有汴河、五丈河等上的多座水门。城门按形制可分作正门和偏门，城门之外，均加筑瓮城。所谓正门，是供皇帝巡行、玩赏出入的城门，按《东京梦华录》所记：“唯南薰门、新宋门、新郑门、封丘门皆直门两重，盖此系四正门，皆留御路故也”；其他8座均为偏门，“城门皆瓮城三层，屈曲开门”。
外城部分城门已考古探明或试掘，其正门如新郑门、南薰门等皆直门两重，城门、瓮门两门相对，瓮城平面呈长方形；偏门如万胜门、新曹门等皆屈曲开门，城门、瓮门互不相对，瓮城平面呈半圆形。此外，外城上的汴河东水门也已经探明，其形制与正门的瓮城大致相同。当年外城诸门均建有高大的门楼，经千年沧桑，城楼早已荡然无存，在对诸城门的勘探中，仅发现了一些残砖瓦和朽木堆积，支离破碎，难复其原。值得庆幸的是，张择端在《清明上河图》中为我们着意刻画了一座“东京城楼图”，使我们得以观其图而窥其貌。另今开封清明上河园中，也仿《清明上河图》复建了一座城楼，为我们再现了当年东京城楼高大雄壮的风姿。
北宋东京城四条御路分布示意图
《清明上河图》中的城门楼
清明上河园中的城门楼
北宋时期，宋室为了强化封建统治，对京城诸门，尤其是外城城门制定有严格的管理措施，归纳起来，主要有以下几个方面。
其一，严格控制启、闭城门的钥匙。《续资治通鉴长编》记载：“大宴含光殿，军校营在新城外者，并令终宴。至夕，遣内侍持钥往诸门，俟尽出，阖扉入钥，遂为定制。”此记载说明，启闭城门的钥匙由内侍掌握，按统一制度管理，至天黑，新城诸门都要关闭，即便是在朝中大宴军校的情况下也不能推迟关门的时间。这些规定自大中祥符三年当作一条制度确定下来。仁宗时，由于官僚政治日趋腐败，部分监门官吏“多权富干请，无益于事”，宋廷还下诏三司将其罢去。后到了神宗熙宁五年（1072），为了进一步加强对城门的管理，神宗还下令“作京城门铜鱼符”，实行城门铜鱼符管理法。铜鱼符法是指将鱼形图案刻于铜契之上，其上还有具体某城门的名称，每城门铜符分左右两个，左付诸门，右付内钥匙库，启闭之时，必须两铜符左右对合，否则不能开启城门。
其二，按时启闭城门。在城门启闭的时间上，原无具体明确的规定，至元丰六年（1083）五月，刑部上言：“窃闻京城诸门或不以时启闭，公私或以废事，欲新城并以日初出入时为准，委开封府检察。”宋廷采纳了刑部的建议，之后，外城城门便日出而开，日落而闭，颇具中国封建社会城市管理特色。
其三，严格出入城门登记制度。北宋时期，官僚们出入城门时必须向城门管理者书其官位姓名等，实行严格的登记制度。《湘山野录》记载：“退傅张邓公士逊，晚春乘安舆出南薰，缭绕都城，游金明。抵暮，指宜秋而入，阍兵捧门牌请官位，退傅止书一阕于牌，云：‘闲游灵沼（指金明池）送春回，关吏何须苦见猜。八十衰翁无品秩，昔曾三到凤池来。’”张士逊为仁宗时宰相，出入城门还如此严格，其他官僚更可想而知了。哲宗元祐年间，又制定出了“文臣承务郎以上出入京城，并令书职位、差遣、姓名，所指去处，因依，今本门当日供申御史台及合属去处申尚书省”的方法，进一步加强对出入城门官僚的监督，严格出入城管理。