Pri izgradnji Gradeca javljaju se tipična obilježja arhitekture srednjovjekovnog grada, ali i neka druga obilježja važna za urbanizam tog vremena. Riječ je o dominantnom smještaju na prirodnoj i zaštićenoj uzvisini. S takve uzvisine grad superiorno vlada nad prostranom okolinom. Tlocrt, sa središnjim trgom, crkvom te okolnim ulicama koje se slijevaju prema trgu, karakterističan je za srednjovjekovne gradove, a nastao je spontano prirodnom izgradnjom, rastom, te stapanjem svih tih pojedinosti u jedinstvenu urbanističku cjelinu.
U izgradnji Gradeca važnu ulogu ima i izgradnja obrambenih zidova koji su “grlili” cijeli grad, a koji su se gradili paralelno s cijelim gradom. Obrambeni zidovi su građeni uz velike žrtve i materijalne troškove njegovih stanovnika. Gradnja je započela 1242. godine, a trajala je pune 24 godine – sve do 1266. godine kada je cijeli zagrebački Gornji grad bio okružen jakim zidovima, tornjevima i kulama.
Iste te godine, 1266., kralj Bela je u jednoj ispravi na sljedeći način govorio o golemom pothvatu stanovnika Gradeca: “Vjerni naši građani u utvrđivanju ovog grada, gradeći u njem kuće i prenoseći onamo svoja zdanja, imadoše silnih troškova, neprekidna posla i ogromne štete.”.
Jedna od obveza koja je došla proglašenjem slobodnog kraljevskog grada, ispravom Zlatna bula, bila je i ta da su se građani obvezali da će svojim snagama podignuti čvrste bedeme oko cijelog grada. Zidovi su išli prema obrisima grada i na samim strmim rubovima, a najvažnije je bilo da se izgrade oni zidovi na južnom dijelu grada jer je baš s te strane postojala najveća prijetnja od neprijateljskog napada.
Pretpostavlja se da je, baš iz navedenog razloga, gradnja počela na južnoj strani – na jugoistočnom dijelu grada, duž današnjeg Strossmayerovog šetališta, prema zapada sve do jugozapadnog kuta Gradeca, gdje je skrenuo njegovim zapadnim dijelom prema sjeveru sve do Kapucinskog trga. Zid je dalje slijedio zapadnu stranu grada, preko Matoševe i Ulice Tita Brezovačkog (nekada Markove ulice), do Demetrove ulice (nekada Stare kazališne), do Opatičke ulice i Dvoranskog prečaca. Istočnom je stranom zid išao preko Opatičke ulice do Kamenitih vrata, dalje Radićevom (nekada Duga ulica) u smjeru bivšeg isusovačkog samostana na Jezuitskom trgu na broju 4, do jugoistočnog dijela Gradeca, gdje se sastajao s početnom točkom zida.
Tako je, prema pretpostavkama, išla izgradnja obrambenog zida oko Gradeca. U sredini 16. stoljeća vrše se značajniji radovi i izmjene zida.
Sada već utvrđeni Gradec, u srednjem je vijeku imao šest vrata – troja veća i troja manja. No, kada je obrambeni zid bio izgrađen, imao je samo jedna, i to veća, na istočnoj strani grada – na mjestu Kamenitih vrata.
Nova Mesnička vrata su izgrađena su u 16. stoljeću, točnije 1559. godine, čime je jugozapadni dio Gradeca dobio novi izgled.
Konačnom izgradnjom gradskih zidova Gradec je dobio trokutasti oblik: vrh trokuta se nalazio na sjevernoj strani kod Opatičke ulice (kod Dvoranskog prečaca), a sama osnovica obrambenih zidina bila je uz današnje Strossmayerovo šetalište na južnom dijelu Gornjega grada. Gradski oci su se, uz Mesnička vrata, brinuli i za Kamena, Poljska te Nova vrata. Uz nova Mesnička vrata, najviše pozornosti pridavalo se Kamenitim vratima. 40-ih i 50-ih godina 16. stoljeća popravljali su zgrada i most ispred Kamenitih vrata, postavljene su nove stube, obnovljeni krovovi i vrata, kao i kule kraj njih.
Mnogo se novaca trošilo prilikom obnove drvenog portika što je tekao duž cijele unutarnje strane zida. Taj dio obrambenog zida se obnavljao polovicom 16. stoljeća, ali se djelomično morao i ponovno graditi.
U 16. stoljeću u vršeni radovi i kod Novih vrata, na sjevernom dijelu Gradeca. Most kod tih vrata se među prvima obnavljao, 1546. godine.
Mostovi kod gradskih vrata se obnavljaju temeljito 70-ih godina 16. stoljeća pa se za obnovu Mesničkih, Kamenitih i Poljskih vrata siječe drvo na Medvednici.
Istovremeno s obnovom vrata i mostova, vrše se popravci kula i tornjeva, te se obnavljaju oštećeni zidovi, probijaju se novi otvori za puške i topovi, te se restauriraju i druge stvari, poput stuba i krovova koji su bili u sklopu zidina.
U 16. stoljeću, za vrijeme Stogodišnjeg hrvatsko-turskog rata, obrambeni sustav Gradeca je prolazio kroz određene promjene. Možda i najviše sređivanja prošla su Mesnička vrata. Naime, nova Mesnička vrata su građena na spoju Mesničke i Streljačke ulice, jer stara trošna vrata na vrhu Mesničke više nisu bila sigurna, pa su tako gradski oci odlučili sagraditi nova i sigurnija na prikladnijem mjestu.
Prva ideja je bila da se pokušaju popraviti postojeća vrata na sjevernoj strani današnje Mesničke ulice, no 1557. godine, u jeku turske opasnosti, stara vrata se ipak napuštaju pa se nova počinju graditi nešto južnije, kod današnje Streljačke ulice. Izgradnja novih vrata je trajala dvije godine, a izgradnjom su upravljali zidari iz Brežica i Samobora. Uz vrata se nalazio novi toranj i novi dijelovi gradskog bedema, a u sklopu radova kopao se i novi most.
Samo održavanje gradskih utvrda bio je veliki teret za grad, pogotovo u starije vrijeme kada je novac za održavanje dolazio isključivo iz vlastitih sredstava. U drugoj polovici 15. stoljeća veliki dio zida našao se u dosta teškom stanju zbog čega je prijetilo čak i rušenje. Građani su tada molili kralja Matijaša koji je naložio plemićima i posjednicima zagrebačke županije da pošalju svoje ljude kako bi popravili gradsku tvrđavu. Zapravo, Gradec je bio u toliko teškoj financijskoj situaciji da je dio gradskih kula prodavao i iznajmljivao pod određenim uvjetima.
Nešto kasnije, 1501. godine, kralj Vladislav je na intervenciju Ivaniša Korvina odobrio gradečkoj općini da se kroz tri godine godišnje isplaćuje iz kraljevske tridesetnice pomoć od 32 forinte za popravak i održavanje zidina.
Kraljevi su ponekad odobravali Gradecu manje iznose za obnovu utvrda, a kralj Vladislav je 1511. godine za štetu od potresa dao sav novac što će ga na slavonskim tridesetnicama u buduće tri godine uplatiti neka tri trgovca za robu koju će uvoziti i izvoziti.
Sredinom 16. stoljeća, točnije 1552. godine, kada je Zagrebu prijetila velika turska opasnost, Zagreb je dobio veliku izvanrednu pomoć tako što je kralj Maksimilijan naložio slavonskoj tridesetnici da mora Zagrebu za gradnju njegovih utvrda isplatiti 2.000 forinti.
Krajem 16. stoljeća redovita pomoć iz tridesetničkih prihoda, a u svrhu uzdržavanja utvrda, prestaje biti redovita, pa se tako 1591. godine gradska općina žali kralju Rudolfu da joj tridesetničari otimaju prihod namijenjen obnovi obrambenih zidova.
Tek četiri godine kasnije, 1595. godine, nadvojvoda Matija je dopustio Zagrepčanima da mogu zadržati 40 ugarskih forinti za svaku godinu, dok ostatak od 650 forinti i 80 denara moraju platiti odmah.
Obrambene zidine Gradeca su bile slabo održavane, pa su tako naočigled propadale. To je bila posljedica teških ratnih vremena i osiromašivanja države i grada. Općina, iscrpljena stogodišnjim pripremama i trošenjem za obranu od turskih napada, nije imala sredstva da sama financira održavanje zidina. Pomoć je pristizala od države, ali je i ona sama bila iscrpljena u tom “ratnom” stoljeću, pa je morala i tu malu pomoć uskratiti. Zbog lošeg održavanja, jedan se dio zidina krajem 16. stoljeća čak i urušio.
Na sreću Zagreba, Turci nikada nisu krenuli na grad, ali mi danas imalo pravi biser na Gornjem gradu koji nas podsjeća na nekada utvrđeni Gradec, a prostire se cijelom dužinom uz Strossmayerovo šetalište.