据考古发现，纪南城整体布局严谨规整，城市总体约为方形，四角处成梯形，城墙均为直线所构成，城墙东南部建有一瓮城，全城东西向长达4459米，南北向宽有3588米，总面积约为16平方千米。城内有4条河道，其中三条河流与今日今朱河、新桥河、龙桥河应为同条河流，4条河流于城中交汇，最终向南汇入长江，为城市带来丰富的水源，并将城市分为四块。
纪南城南部修筑着大量宫殿，楚王多在此宴饮宾客。东南部为宫前区。东北部则生活着大量贵族。城市西部则为传统工坊区，并兼任着工匠与市民生活的功能。楚成王时期，在纪南城东南面的州渚上修筑了中国有史以来的第一座水上宫殿—渚宫，其不仅作为宫殿，亦是当时楚国的水上门户，作为船官地而存在，是当时南方最大的吞吐码头，每日往来船只不断，车载船装，川流不息。
据考据，纪南城墙是用黄土做成的黄土墙，据史记载，纪南城城墙高约4米，最高处可达7.6米，城墙上方可并行3架马车，宽10-14米。纪南城共有七座城门楼，在南边与北边的城墙上还各有一座水门，水门有四排木桩构成，分为了三条水道，每个水道宽约3.5米。城门楼极高，最高处可达8米，一般城门楼有一个出口，但北城门楼有3个城门，主城门宽8米，两侧的城门宽4米。城墙外侧环绕有护城河，护城河平均宽度可达60米，最宽处可达80米，护城河亦与城市水系相连通，与其共同构成了完整的城市排给水系统以及灌溉系统。城东北处筑有“庄王台”，又或称之为钓钩诸侯之台，简称钓台。此台现存遗址仍在，台高约6米，东西长约30米。南北宽约20米。
公元前278年，战国晚期，秦军攻破纪南城，收为郡县，纪南城化为废墟。秦军在原纪南城东南面约2.5公里处，筑造郢城。郢城城墙筑造于秦时，在秦王统一六国的的过程中，白起拔郢之后，郢城实质相当于秦楚对抗的前线要地。故秦军以纪南城外的城镇为基础，构筑了郢城。郢城城墙乃是夯土墙，呈方形，每边长约1.5公里，城区总面积约2.25平方千米，以护城河环绕其四周，每面各有一出口，以吊桥相联。
秦朝统一六国后，于江陵设南郡，在纪南城渚宫遗址上建设江陵城，是为今日荆州城的前身。后汉朝建立，承秦制设南郡，在郢城南面建立城市，名为江陵，位列当时全国十大城市之一，是为今日荆州城的起源。荆州一词来自于汉时江陵城所处州名，据《荆州府志》记载，因汉武帝时期，江陵城作为荆州的首府城市，所以江陵城又被时人称之为荆州城。秦汉时期，江陵城的具体样貌今已不得而知，但据《通典》记载：“汉故城即旧城，偏在西北，逸通向东南。关羽筑城偏在西南，桓温筑城包括为一”，其所处位置应在今荆州古城的西北方向。城市内西南处设有“绛帐台”又或称之为老鸦台，是汉代著名经史学家，马融讲学之所在。