Η άνθιση και ανάπτυξη της Αμβρακίας ως μια από τις σημαντικότερες πόλεις της Δυτικής Ελλάδας ώθησε τους κατοίκους της στην οχύρωση της πόλης για την προστασία της. Δεν είναι γνωστό πότε άρχισε η κατασκευή του τείχους της Αμβρακίας και οι απόψεις των διαφόρων μελετητών σχετικά με αυτό διίστανται. Είναι πιθανόν η Αμβρακία να διέθετε έναν απλό σε σχέδιο και κατασκευή περίβολο κατά τον 6ο π.Χ. αι., ενώ στα μέσα του 4ου π.Χ. αι. θα πρέπει να χτίστηκε νέος οχυρωματικός περίβολος μνημειακής κατασκευής. Τα τμήματα του αρχαίου τείχους, που διασώθηκαν, δείχνουν πως το τείχος ήταν επιβλητικό και επιμελημένης κατασκευής. Στο βορειοανατολικό τμήμα του επιχτίστηκε αργότερα το βυζαντινό κάστρο (13ος αιώνας μ.Χ.). Αρκετά τμήματα του τείχους έχουν αποκαλυφθεί κατά καιρούς σε σωστικές ανασκαφές που διενεργεί η ΙΒ΄ Εφορεία Προϊστορικών και Κλασικών Αρχαιοτήτων και στο χώρο της αρχαίας Αμβρακίας από τη δεκαετία του '60.

Λίγα μόνο τμήματα από το τείχος που περιέβαλε την πόλη της αρχαίας Αμβρακίας ακολουθώντας σε μεγάλο τμήμα τον ρου του ποταμού Αράχθου, είναι σήμερα ορατά. Το τείχος αποτελείται από δύο παρειές με γέμισμα ανάμεσά τους. Η εξωτερική παρειά είναι ιδιαίτερα επιμελημένης κατασκευής με εντυπωσιακό μέγεθος λαξευτών λίθων ύψους έως 1,5 μ. Η ανωδομή ήταν κατασκευασμένη από ωμές πλίθρες.