原为土筑。明朝洪武年间，长沙守御指挥邱广营营建长沙城垣，将元朝土筑城墙全部改为石基砖砌。明朝末期，张献忠攻打长沙时城墙遭到破坏。清朝顺治十一年（1654年），洪承畴驻节长沙，拆运明藩王府砖石修复城墙；咸丰十二年（1852年）太平天国军攻打长沙以后，抚台骆秉章、刘坤等人先后重修，加固天心阁古城墙，并于此处设炮台9处，增建月城，城墙变为半环拱式内双城格局。
阁楼.天心阁阁楼始建年代不详。清朝雍正十一年（1733年）《湖广通志》的长沙府城图，标有天心阁。清干隆十二年（1747年）《长沙府