Roma, Bizans ve Anadolu Selçukluları döneminde birkaç kez onarıldı. Günümüzde hâlâ özelliğini koruyan kalenin duvarları 2.050 metre uzunluğu, 25 metre yüksekliği, 3 metre genişliğindedir. İki ana giriş kapısı vardır. Kale duvarı şehri çevrelemektedir. Bu kale şehrin tarihi eserleri arasında öne gelenler arasındadır. Sinop’un, Yalı ve Kefevi Mahallerini kuşatan, İç ve Dış limanları arasında bulunan
kalenin ne zaman yapıldığı bilinmemektedir. Bazı kaynaklar kalenin yapımını Hititlere kadar indiriyorsa da bu durum kesinlik kazanamamıştır. M.Ö 72 yılında da Pontus Kralı IV. Mithridates Sinop’ta mabet, tiyatro, gimnasium ve saray yaptırmış, şehrin çevresini de surlarla çevirmiştir. Bunları izleyen dönemlerde kale Selçuklular (1215-1218), İsfendiyaroğulları (1434) ve Osmanlılar tarafından da 1451’de onarılmış ve eklerle genişletilmiştir. Bu döneme ait h.612 (1215), h.615 (1218),h.838 (1434) ve h.855 (1451) tarihli onarım kitabeleri kalede bulunmaktadır. Bu kitabelerde surları yaptıran kumandanların isimleri yazılıdır. Selçuklular limanı kontrol amacıyla kaleye bir iç kale eklemişler, burç ve kulelerle de daha güçlendirmişlerdir. Moloz taş, kesme taş ve tuğla taşlarla harç güçlendirilmiş ve sur duvarları ile iç kale yapılmıştır. Kalenin burçlarını Selçuklu Sultanı I.İzzettin Keykavus 1215-1218 yıllarında yaptırmıştır. Sinop’un güneyinde, iç limana bakan kale deniz kıyısında birbiri içerisine geçmiş olarak iki bölümden meydana gelmiştir. Kaynaklardan kalenin dört kapısı olduğu öğrenilmektedir. Ancak Evliya Çelebi bu kapıların isimlerini belirtmiş ve onlara iki kapı daha eklemiştir. Bunlar K*m Kapısı, Meydan Kapısı, Tersane kapısı, Yeniçeri Kapısı, Dabağhane Kapısı ve Lonca Kapısıdır. Ayrıca Dış kalede bir de Deniz kapısı bulunuyordu. Bu kapıların her biri ikişer kanatlı demir kapılardır. Sinop Kalesinin bugünkü durumuna göre, dış kalenin uzunluğu kuzeyde 800 m, doğuda 500 m. Sur duvarlarının kalınlığı 3 m.yi bulmaktadır. Güneydeki iç kale ise 9.500 m2. lik bir alana yayılmıştır. Kuzeydeki iç kale ise 16875 m2 dir.
