На протяжении веков Астраханский кремль был неприступной твердыней на юго-восточной границе государства. С кремлем связан ряд исторических событий: крымско-турецкие походы на Нижнюю Волгу в XVI веке, «смута» на Руси и крестьянское восстание под предводительством Степана Разина в XVII в., преобразования петровского времени и восстание стрельцов 1705-1706 гг., Персидский поход Петра I и образование Каспийской флотилии в XVIII в, укрепление границ государства и вхождение в состав России территорий Кавказа и Средней Азии.
В 1558 году в низовьях Волги, на высоком бугре, окруженном топями и болотами, военным инженером дьяком Разрядного приказа И.Г. Выродковым была заложена первая деревянная крепость с мощными засыпными стенами, раскатами и башнями. Конфигурация Астраханского кремля была продиктована рельефом местности, в плане он получил форму прямоугольного треугольника, вытянутого вершиной на юго-запад.
Деревянная крепость была перестроена на каменную в период правления Иоанна IV Грозного и Бориса Годунова – с 1582- 1589 гг. В Астрахань для возведения кремлевских стен и башен направлялись «казенные» мастера. Возглавляли строительство крепости московские мастера городового дела Михаил Иванович Вельяминов, Григорий Овцын и дьяк Дей Губастый. Для строительства использовали старую, но очень прочную татарскую плинфу, которую привозили из развалин золотоордынских городов. Каменный кремль был построен по типу Московского кремля. Стены, башни завершались двурогими зубцами с двумя полукружиями наверху и седловиной между ними, так называемым «ласточкиным хвостом». Зубцы были прорезаны бойницами «навесного» боя, из ручного огнестрельного оружия. С внешней стороны стен между зубцами и площадками верхнего боя, называемыми - «прясло» стены, были устроены косые отверстия – «варницы», предназначавшиеся для обливания неприятеля горячей смолой или кипятком (варом). Ширина площадки колебалась в зависимости от толщины стен, которые были от 2,8 до 5,2 м. Здесь при необходимости могли размещаться верховые пушки - мортиры. Внутренняя сторона стен Астраханского кремля прорезана полуциркульными нишами и большим количеством печур с бойницами для установки орудий малого и большого наряда.
Астраханский кремль отличался новейшей для того времени системой организации "огненного боя". В стенах, помимо традиционного нижнего пушечного – «подошвенного» боя, была устроена не применявшаяся ранее в русском крепостном зодчестве дополнительная линия среднего боя. Бойницы среднего и подошвенного боя располагались в шахматном порядке, что позволяло значительно повысить плотность огня перед стенами при нападении противника, а прямолинейная форма кремлевских стен и сильно выступающие вперед боевые башни давали возможность вести фланкирующий огонь.
Боевые башни кремля разделялись внутри на несколько ярусов, которые соединялись лестницами, устроенными в толще их стен и приспособлены для круговой обороны. Из каждой башни имелся выход на площадку верхнего боя. Стены каждого яруса башен имели печуры с бойницами для стрельбы из ручного огнестрельного оружия и венчались деревянными шатрами со сторожевыми площадками. Толщина стен башен Астраханского кремля достигала 3-3,5 м. Всего, согласно плану, Астраханский кремль имел восемь башен, из которых до настоящего времени сохранилось три проездные и четыре глухие. Астраханский кремль, один из первых каменных крепостных сооружений, был в числе наиболее мощных крепостных сооружений Московского государства.