Les ouvrages de l'époque médiévale

Durant le XIII^e siècle, les rois de France ordonnèrent la construction d'une seconde enceinte extérieure autour de la Cité. Les tours sont rondes, souvent basses et dépourvues de toiture pour n'offrir aucun abri à des assaillants qui les auraient conquises contre les tirs venus de l'enceinte intérieure. L'enceinte est entourée d'un fossé sec sauf aux endroits ou le dénivelé ne rend pas cette défense nécessaire. L'espace entre les deux enceintes est aménagé en lices qui sont utilisées en temps de paix pour les manifestations en tous genres. Les murailles atteignent une hauteur de 10 à 12 mètres.

L'enceinte intérieure est modernisée sousPhilippe III Le Hardi etPhilippe IV Le Bel. L'entrée Narbonnaise, la Porte de Saint-Nazaire et la tour du Trésau sont construites. Ces édifices sont caractérisés par la hauteur impressionnante de leurs murs et l'emploi de pierres à bossage. La construction de l'enceinte est plus complexe et repose sur des fondations plus profondes que l'enceinte gallo-romaine, car elle atteint la roche du plateau. La réalisation de l'enceinte extérieure et des lices a nécessité de décaisser le terrain naturellement pentu. Une partie des soubassements extérieurs de l'enceinte gallo-romaine ont été mis à nu par ce terrassement et a dû faire l'objet d'une consolidation.

Lechemin de ronde permettait de faire tout le tour de la Cité en traversant les tours. Au Moyen Âge, lacourtine est élargie grâce à un système de charpente en bois suspendu créant un abri au-dessus du vide. Ce système placé à cheval sur le rempart du nom dehourd permettait auxarbalétriers de tirer avec précision au milieu des lices. Deséchauguettes sont construites sur la saillie de certaines murailles comme l'échauguette de la Vade.

Les tours médiévales diffèrent des tours romaines tout en gardant leur forme extérieure caractéristique avec une façade extérieure bombée et une façade intérieure plate. Les échelles de bois sont remplacées par des escaliers intérieurs en pierre. La base des tours est fruitée, c'est-à-dire renflée afin que lesprojectiles ricochent sur la tour et se retournent contre les assaillants situés au pied de la muraille.