В V в. до н. э. оборонительные стены, кроме Тиритаки, Пантикапея и Нимфея существовали, вероятно, уже у большинства крупных городов. Геродот (IV, 73–74) сообщает о стенах Ольвии с башнями и воротами. Известны оборонительные стены Фанагории V в. до н. э. толщиной до 2,40 м (Кобылина М.М., 1967а, с. 127). Остатки фортификационных сооружений второй половины V — первой половины IV в. до н. э. обнаружены в Никонии. Его оборонительные стены, по-видимому, тянулись вдоль рва по самому узкому месту мыса, на котором был расположен город (Синицын М.С., 1966, с. 5–56; Загинайло А.Г., 1976, с. 293). Примерно, на рубеже V–IV вв. до н. э. возводятся оборонительные стены Мирмекия с башнями толщиной 2,15-2,5 м (Гайдукевич В.Ф., 1952а, с. 136 и сл.).

В IV в. до н. э. в Ольвии была создана новая более мощная система обороны. Очень умело выбранная линия обороны проходила по краям плато над глубокими балками, обрамлявшими город с двух сторон; с третьей стороны границей служил берег Бугского лимана. Подобные естественные препятствия затрудняли штурм городских укреплений и установку у его стен осадных машин. Хорошие фортификационные сооружения позволили Ольвии выдержать осаду 30-тысячной армии Зопириона. Ворота северной стены были фланкированы с двух сторон выступающими вперед башнями, которые позволяли защитникам встречать приближающегося противника фронтальным и фланговым обстрелом. О высоком уровне фортификации античных городов Северного Причерноморья особенно наглядно свидетельствуют оборонительные сооружения Херсонеса. Самые ранние укрепления Херсонеса относятся к IV в. до н. э. Они удачно сочетаются с рельефом местности (Блаватский В.Д., 1954а, с. 95). Стены двухпанцирные из тщательно отесанных блоков с бутом из камня и глины. Кладки стен сложены насухо. Для сцепления рядом лежащих камней между собой, в них делались специальные пазы, в которые вставляли расширяющиеся с обоих концов деревянные пироны в виде хвоста ласточки. Толщина стен от 3,2 до 4 м. Стены были укреплены башнями. Анализ кладок и стратиграфии слоев позволил И.А. Антоновой установить, что в IV в. до н. э. башни имели прямоугольные очертания, в III в. до н. э. возводят круглые башни, а в первых веках нашей эры форма башен вновь прямоугольная и лишь в случае ремонта старых башен, строится дополнительный панцирь, сохраняя ее прежние очертания, как например, было с башней XVII (Зенона). Диаметр круглых башен 6-10 м, квадратные были меньших размеров, особенно в первые века нашей эры. Сохранились городские ворота эллинистического времени, с внутренней стороны усиленные пилонами. В передней части ворот имеются пазы, по которым, вероятно, сверху в случае необходимости могла быть быстро спущена железная решетка — катаракта. Посредине проема ворот находились двустворчатые двери. Ворота запирались засовом, задвигавшимся через сквозные отверстия в юго-восточном пилоне. У внутренней стороны стены размещалось помещение караула.

Основываясь на данных Полиена (V, 23) об освобождении гераклейским навархом Феодосии, осажденной неприятелем, можно говорить о наличии у нее оборонительных стен. С конца IV в. до н. э. город был уже хорошо защищен, кроме того, там обнаружены стены городского акрополя. В IV–III вв. до н. э. продолжают сооружаться городские укрепления в Тиритаке, ее стены утолщаются до 3,4 м (Гайдукевич В.Ф., 1952б, с. 17 сл.), сооружаются башни. В Пантикапее оборонительные сооружения возводились с учетом рельефа местности. Страбон (VII, 4, 4) сообщает, что на вершине высокого холма Пантикапея находился акрополь. Он был окружен второй крепостной стеной, остатки которой сохранялись на поверхности холма до начала XIX в. Археологические раскопки вскрыли выходы скал со специальными подтесами, служившими основаниями стен акрополя и города IV–III вв. до н. э. (Блаватский В.Д., 1950д, с. 22; 1953г, с. 164 и сл.; 1954а, с. 99; 1957а, с. 25 и сл.; 1963, с. 65 и сл.; Марченко И.Д., 1975а, с. 318 и сл.). Стены толщиной 2,2 м из хорошо отесанных блоков известняка были двухпанцирными с забутовкой из рваного камня (Толстиков В.П., 1977, с. 157). В первой половине III в. до н. э. сооружены оборонительные стены Порфмия (Кастанаян Е.Г., 1972, с. 78, 81, 82). В III–II вв. до н. э. новые мощные оборонительные стены возводятся вокруг Фанагории (Кобылина М.М., 1956, с. 98). Прослежены оборонительные стены Танаиса III–I вв. до н. э. толщиной до 3 м. Они двухпанцирные с глиняно-каменной забутовкой из крупных грубо обработанных камней неправильной формы. Промежутки между большими камнями заложены мелкими. У ранней оборонительной стены Танаиса (в его западной части) башен и рва не обнаружено (Шелов Д.Б., 1970, с. 129 сл.)

В первые века нашей эры идет интенсивное обновление оборонительных сооружений городов Северного Причерноморья. Стены римского времени обнаружены в Тире. Выявлены круглая в плане башня и здание вексиляции I Италийского легиона, которые были разрушены около середины III в. н. э. (Клейман И.Б., 1971, с. 229 сл.; 1976а, с. 109 сл.). В Ольвии вскрыты стены над Заячьей Балкой (с башнями и помещением для караула), а в Нижнем городе — стены, возведенные после гетского разгрома. В первые века нашей эры в Херсонесе происходит интенсивная перестройка и ремонт фортификационных сооружений. Были надстроены куртины и башни старых стен, возведена передовая оборонительная стена — протейхизма (вторая половина I в. н. э.). Сохранились остатки укреплений, где в первые века нашей эры находились римские отряды. Во второй половине II в. — начале III в. н. э. ведутся строительные работы в юго-восточной части укреплений. Башню Зенона, опоясывают еще одним рядом облицовочных камней, и диаметр ее достигает 11,5 м. В I–II вв. н. э. заново перестроены стены и башни в северо-западной части города. Большой интерес представляет изображение оборонительных сооружений Херсонеса, сохранившееся на стенах склепа IV–V вв. н. э. Там представлена высокая зубчатая стена, на которой лишь немного возвышаются так же увенчанные зубцами башни. Ворота перекрыты коробовыми сводами, ближайшие ворота закрыты двустворчатыми дверьми (Блаватский В.Д., 1954а, с. 154, рис. 76). В Хараксе обнаружены две крепостных стены. К внешней стене, сложенной, по-видимому, таврами циклопической кладкой, во второй половине I в. н. э. пристраивается римлянами новая, а также строится дополнительная внутренняя стена. На Боспоре в I в. до н. э. — I в. н. э. укрепляются не только города, но и поселения, сооружаются специальные крепости и создаются линии укреплений. В Пантикапее в северной части акрополя, построенного еще в IV–III вв. до н. э., археологическими раскопками прослежено три периода в сооружении укреплений. В третий строительный период оборонительные сооружения были перестроены. Толщина стен увеличивается с 2,1 до 4,5 м. На расстоянии 2,8 м от внешних стен строятся дополнительные внутренние стены шириной до 1,5 м. Между внешней и внутренней стеной выявлены поперечные перегородки. Эти укрепления существуют до III–IV вв. н. э. (Толстиков В.П., 1977, с. 158, 165). Городская стена Пантикапея, возможно, изображена на сестерции Рескупорида II (68–92 гг. н. э.). Она имеет ворота, на которых установлена конная статуя царя, и прямоугольную в плане башню. По верху стена обрамлена зубцами. Остатки крепостных стен открыты в Фанагории в западной части городища. К I в. н. э. относится сооружение оборонительного вала, защищавшего Кепы (Сокольский Н.И., 1961б, с. 58). Судя по надписям, особое внимание уделялось укреплению отдельных городов — Танаиса и Горгиппии. В западной части Танаиса сохранились остатки городских стен конца I — начала II вв. н. э., сложенных на глине из крупных и средних камней неправильной формы. В крепостной стене открыт переход со сводчатым перекрытием, сложенный из отесанных квадров. Он суживался к наружной стороне стены и был защищен четырехугольной в плане башней III, построенной в начале II в. н. э. На рубеже II–III вв. н. э. башня была разрушена и на ее остатках была воздвигнута новая мощная башня из огромных слегка подтесанных глыб известняка. Севернее башни III находилась прямоугольная в плане башня IV, сооруженная в начале II в. н. э. и погибшая в пожаре во второй половине II в. н. э. На ее месте была построена более мощная башня, стены которой стали вдвое толще. Наличие в этом районе двух мощных башен, вымостки и находки надписи о восстановлении городских ворот в 229 г. н. э. (Болтунова А.И., 1968, с. 46) дают возможность предполагать существование здесь западных крепостных ворот (Шелов Д.Б., 1972а, с. 34). Здесь же был обнаружен оборонительный ров II в. В конце II–III вв., восстанавливаются обветшавшие башни, стены и городские ворота (КБН, 1242, 1243, 1246, 1247). В Горгиппии в конце I — начале II в. н. э. заново отстроены городские стены (КБН, 1122). Имеются надписи о строительстве башен и стен и в других городах Боспора во II–IV вв. н. э. (КБН, 67, 397, 1052, 1112). В Китее обнаружены две линии оборонительных стен: внутренняя и внешняя. В южной части городища исследовалась внутренняя стена II–IV вв. н. э. и отстоящая от нее на 15 м к северу — внешняя стена первых веков нашей эры. В северной и западной частях Китея открыты отрезки внутренней оборонительной стены I в. до н. э. толщиной до 2,9 м (АО 1972 г., с. 259; АО 1973 г., с. 248). В Киммерике стены акрополя были двухпанцирные с каменной забутовкой и имели пять башен. Обнаружена также городская оборонительная стена толщиной до 2,5 м из огромных колотых камней. Северо-восточнее Киммерика на горе Опук была открыта цитадель первых веков нашей эры. К востоку от нее по склону тянулась стена, видимая еще в XIX в. Стена имела длину 144 м и толщину до 3 м, а в северной части до 5 м, и три башни. У южной оконечности стены обнаружена квадратная в плане башня 4x4 м, сложенная из больших необработанных или грубо отесанных камней (Зеест И.Б., 1949а, с. 53–55; 1949б, с. 49 сл.; Кругликова И.Т., 19585, с. 219). Эти оборонительные сооружения вместе с укреплениями города создавали в первые века нашей эры к югу от горы укрепленный район, занимавший территорию около 3 км2. Этот район являлся частью системы укреплений, связанных с так называемым Узунларским валом. Существует мнение, что слова Страбона (XI, 2, 5) о том, что «Киммерик был прежде город, построенный на полуострове и замыкавший перешеек рвом и валом» относятся к описанному выше Киммерику, а не к Киммерику, находившемуся в Азиатской части Боспора (Шмидт Р.Б., 1941, с. 272; Гайдукевич В.Ф., 1949а, с. 186 и др.).

На Керченском полуострове сохранились два вала, перерезавшие полуостров с севера на юг, по-видимому, служившие для защиты сельскохозяйственной территории от нападений кочевников. Страбон сообщает (VII, 4, 6), что дани кочевникам не платят те, кто уверен в своей способности помешать вторжению и как пример этому приводит боспорского царя Асандра (47–17 гг. до н. э.), который «построил на перешейке Херсонеса, поблизости от Меотиды стену длиной 360 стадий и воздвиг на каждую стадию по 10 башен». Местоположение этой стены пока не установлено. Существует предположение, что она перегораживала узкий перешеек, отделявший Крымский полуостров от материка в районе Перекопа (Minns Е., 1913, р. 16, 592; Сокольский Н.И., 1957, с. 104 сл.). Предположение о том, что она проходила по линии Феодосия — Арабатская стрелка (Pallas Р.S., 1805, с. 264; Гриневич К.Э., 1916) не подтвердилось (Сокольский Н.И., 1957, с. 92; Бабков И.И., 1957, с. 282). Из двух сохранившихся земляных валов восточный начинался у Тиритаки, шел через Золотой Курган, крепида которого входила в это сооружение и тянулся далее на север к Азовскому морю. В его основе была каменная кладка (Гриневич К.Э., 1946, с. 160). С западной стороны вал имел глубокий ров, более 3,5 м. По мнению исследователей, вал был сооружен не позднее первой половины V в. до н. э. (Шмидт Р.В., 1941; Блаватский В.Д., 1954а, с. 102 и др.).

Второй вал, так называемый Узунларский, идет извилистой линией от Узунларского озера до Азовского моря. Длина его 35–36 км. Исследователи XIX в. определили его ширину в 28,4 м, установили наличие каменной крепиды в его основании и полукруглых башен (библиографию см. Сокольский Н.И., 1957). Высота вала 6,39 м. Западнее вала находился ров, ширина которого по верху достигала 26 м, а глубина — до 4 м (Блаватский В.Д., 1954а, с. 102 и сл.). При обследовании вала в 1952 г. его ширина вместе со рвом определена в 34 м (Сокольский Н.И., 1957, с. 93). Время сооружения вала не установлено. Возможно, оба вала имеют догреческое происхождение и позднее использовались боспорцами. Следы еще одного небольшого вала, отгораживавшего Казантипский мыс, прослежены южнее поселения у д. Семеновка. Время его возведения неизвестно. Вал на Фанталовском полуострове в Азиатской части Боспора некоторые исследователи считают остатками гидротехнического сооружения (Башкиров А.С., 1927, с. 36 сл.).

Кроме укрепленных городов, системы валов в Северном Причерноморье существовали локальные укрепления — укрепленные сельские поселения, усадьбы и крепости. Особенно четко система укреплений сельских усадеб и сельских районов прослеживается на территории хоры Херсонесского государства. Там, на Маячном полуострове, по перешейку была построена каменная стена шириной 2,75 м и длиной до 1 км с шестью башнями, защищающими полуостров с неукрепленными сельскими усадьбами. А на остальной части Гераклейского полуострова сельские усадьбы были огорожены каменными оградами и имели укрепленные башни. На территории европейского Боспора раскопана мощная крепость I–III вв., защищавшая подступы к столице Боспорского царства (Гайдукевич В.Ф., 1955 с. 136–138). Поблизости было не менее мощное укрепленное городище у с. Тасуново (Блаватский В.Д., Шелов Д.Б.,1955, с. 113). На берегу Азовского моря исследовалось укрепленное поселение III–I вв. до н. э. Золотое Восточное (Кругликова И.Т., 1957в, с. 130 сл.). К рубежу нашей эры относятся укрепленные поселения у д. Семеновки, Андреевки Северной и др. (Кругликова И.Т., 1961; 1975а, с. 99, 104, 107). В I в. н. э. возникает укрепленная усадьба, раскопанная у с. Михайловка (Петерс Б.Г., 1978, с. 123 сл.). Первоначальная толщина ее оборонительных стен достигала 2,5 м. Во II в. разрушенная усадьба перестраивается в цитадель поселения, имеющего три ряда стен. Толщина южной внутренней стены достигает 4,7 м (Петерс Б.Г., 1978, с. 124 сл.). В I в. до н. э. — I в. н. э. возводятся укрепления усадьбы у с. Ново-Отрадное (Кругликова И.Т., 1975а, с. 113 сл.). Оборонительные стены этих усадеб и поселений обеспечивали защиту их обитателей и входили в единую систему глубоко эшелонированной обороны Боспора. На азиатской части Боспора в северо-западной части Таманского полуострова, также выявлена оборонительная система, состоящая из нескольких земляных валов и более десяти крепостей (Сокольский Н.И., 1975, с. 21). Эти крепости I–II вв. н. э. были сооружены из сырцового кирпича с прокладками в стенах, для большей прочности деревянных брусьев. Толщина этих стен достигала 3 м, фундаменты их были каменными. В оборонительные сооружения этих комплексов входили прямоугольные в плане башни (Сокольский Н.И., 1967б, с. 108 и сл., рис. 41). Ко II в. до н. э. — I в. н. э. относятся остатки оборонительных сооружений Раевского городища, толщиной до 1,40 м, построенные из каменных блоков, с забутовкой из мелких камней. Перед стеной прослежен ров (Онайко Н.А., 1965, с. 128, 129).

В военном деле античных государств Северного Причерноморья использовались различные механизмы. Аппиан в «Митридатике» (107) сообщает, что Митридат VI на Боспоре «готовил массы оружия, стрел и военных машин, не щадя ни лесного материала, ни рабочих быков для изготовления тетив». Как предполагает В.П. Толстиков (Толстиков В.П., 1977, с. 161 и сл.), в Пантикапее раскопками были вскрыты позиции камнеметов, а по находкам перед стенами каменных ядер можно определить возможные секторы их обстрела. Имеются данные об использовании метательных орудий для обороны Илурата (Долгоруков В.С., 1968, с. 61). Применение камнеметов, метавших ядра, засвидетельствовано у с. Михайловки (Петерс Б.Г., 1972, с. 349) (табл. LXXXIV, 1). О применении торсионных орудий свидетельствуют и многочисленные находки в городах и поселениях Северного Причерноморья каменных ядер от баллисты (табл. LXXX, 43, 57; LXXXIV, 1–3, 22, 23, 37–40). В Северном Причерноморье применялись онагры и баллисты, метавшие камни, и катапульты — метавшие дротики (Блаватский В.Д., 1961, с. 83), а также установленные на кораблях башни для штурма крепостей с моря (Петерс Б.Г., 1966, с. 194). На штукатурке дома из Неаполя Скифского имеется рисунок осадной машины с тараном, которая могла применяться в военном деле северопонтийских государств (табл. LXXXIV, 26). Предполагают, что проломы в крепостной стене Херсонеса сделаны этими машинами (Гриневич К.Э., 1927б, с. 27 сл.).