Αρχαία οχύρωση, που κατά τους ελληνιστικούς χρόνους (4ο και 3ο αιώνα π.Χ.) ήταν η ακρόπολη του Δάμου (αρχαίου Δήμου) Νισυρίων. Οι κάτοικοι του Δάμου ζούσαν μέσα στο Παλαιόκαστρο αλλά και έξω από αυτό, στη σημερινή συνοικία Λαγκάδι και μέχρι την παραλιακή τοποθεσία «Τάβλα του Γιαλού», κοντά στο βράχο της Σπηλιανής. Πιθανολογείται ότι το τείχος συνεχιζόταν και μέσα στην περιοχή του σύγχρονου οικισμού, μέχρι τις «Λίμνες». Σε περιπτώσεις πειρατικών επιδρομών, οι κάτοικοι μαζεύονταν για προστασία μέσα στο Παλαιόκαστρο. Το τείχος διατηρείται σε πολύ καλή κατάσταση, μάλλον λόγω του ότι είχε ανακατασκευαστεί και επεκταθεί κατά τον 6ο και 5ο π.Χ. αι., λόγω του Περσικού κινδύνου και του Πελοποννησιακού Πολέμου. Το μόνο τμήμα του που δε διατηρείται είναι το Δ, αφού καταστράφηκε από σεισμό και σκορπίστηκε στις κρημνώδεις ακτές της Νισύρου. Οι ορθογώνιοι ογκόλιθοι είναι λίγο μεταγενέστεροι (4ος π.Χ. αιώνας). Στη δωρική επιγραφή της πύλης αναγράφεται «ΔΑΜΟΣΙΟΝ ΤΟ ΧΩΡΙΟΝ ΠΕΝΤΕ ΠΟΔΕ[Σ] ΑΠΟ ΤΟΥ ΤΕΙΧ[ΕΟΣ]». Η επιγραφή αυτή είχε σκοπό να αποτρέπει τους ιδιώτες από το να οικοδομούν σε απόσταση μικρότερη από 1,5 σημερινό μ. μήκους, ώστε, σε περίπτωση επιδρομής, να μην είναι δυνατή η αναρρίχηση του εχθρού μέσα στο κάστρο από παρακείμενο κτίσμα.