Además, se han encontrado restos arqueológicos de un cuarto recinto, actualmente desaparecido.

Inicialmente tenían, en su conjunto, una longitud superior a los 2.000 metros (2 km), de los cuales se conservan aproximadamente 1.400.

A partir del siglo XVII dejaron de tener una utilidad defensiva, y el interés por su conservación fue decayendo hasta que, en el siglo XIX, se comenzaron a derribar los tramos más deteriorados.

En los años 1970 se comenzó a frenar este deterioro, rehabilitando diferentes partes.

[2]​ El recinto murado, que presenta gran semejanza con la arquitectura militar toledana del siglo XIV,[3]​ fue declarado en 1931 junto al Castillo de Cuéllar, monumento artístico nacional, distinción actualmente denominada Bien de interés cultural.

[4]​ La muralla era el principal de todos los elementos del fenómeno urbano medieval.

[8]​ Esta construcción se extendió a lo largo de los siglos XII y especialmente en el XIII.

[4]​ Al parecer existió una autorización previa pero el concejo, preocupado por la defensa de la ciudad, se opuso después a las obras.

Así, en 1471 amplió la muralla norte con objeto de levantar el lienzo y la barbacana.

Las obras se iniciaron hacia el año 1500 y tuvieron como principal cometido reforzar los muros existentes para poder defender sus derechos sobre la villa ante un posible ataque de su madrastra, María de Velasco, quien consideraba que tenía derechos sobre la misma.

[12]​ A mediados de este siglo la población desmontó algunos paños de muralla para reutilizar la piedra en sus casas, a lo que el concejo respondió con demandas y multas, como ocurrió en 1649.

En 1842 el paño de muralla junto al Estudio de Gramática amenazaba ruina y el ayuntamiento comunicó la situación al nuevo duque, que no quiso hacer frente a su restauración.

Por entonces también debió derribarse el arco de las Cuevas, aunque no consta su fecha.

[12]​ Durante las primeras décadas del siglo XX las murallas comenzaron a perder estabilidad de manera progresiva.

[16]​ Las denuncias públicas se hicieron más fuertes cuando los vecinos comprendieron la situación: el nuevo acceso abierto permitía la entrada y salida de camiones de gran tamaño a la explanada del castillo, donde se ubicaba una fábrica de achicoria propiedad del alcalde en funciones, Felipe Suárez, lo que provocó gran conmoción en la villa.

La nueva entrada permitía a la fábrica cargar y descargar directamente desde su interior, ahorrando los trabajos de los carretilleros que hasta entonces habían tenido que trasladar a mano la mercancía fuera del recinto para su carga.

Nuevamente el ayuntamiento compró a principios de 1986 otro edificio contiguo a la muralla en la zona suroeste, entre las calles Carchena y los Herreros, liberando un paño más, aunque su recuperación fue polémica, ya que sólo mantuvieron un metro de altura en la muralla, rebajando algunos tramos.

[22]​ Finalmente el ayuntamiento fue condenado a pagar 8 millones de pesetas, por considerar que fue derrumbada por iniciativa suya.

Como criterio general, se procuró mantener el acabado original siempre que fue posible, pues el objetivo final del proyecto era la recuperación de las defensas, ponerlas en valor y hacerlas visitables en la parte más importante de su trazado.

[33]​ La ciudadela parece seguir las antiguas fortificaciones del castro celtibérico destruido por los romanos; por otra parte semeja las construcciones de las alcazabas musulmanas.

[33]​ En la parte más alta de la colina sobre la que se levanta Cuéllar, se localiza el primer recinto amurallado, el llamado de la ciudadela, que delimita un área separada del resto del burgo.

Abarca aproximadamente dos quintos de la superficie total amurallada, y se caracteriza por su situación más elevada, por su proximidad al castillo, y por su menor densidad de edificaciones, que se debe en parte, a la extensa explanada ubicada frente al castillo.

Es posible que en este punto se abriera otro portillo para dar entrada a la ciudad justo delante del desaparecido arco de las Cuevas, pues éste pertenecía a la ciudadela.

[33]​ La ciudadela era casi inexpugnable, y resultaba difícil penetrar en el recinto de la ciudad.

Además, las iglesias de San Esteban y Santiago se convertían en baluartes defensivos para cerrar este primer recinto amurallado.

[31]​ Este recinto contenía cinco puertas interiores que comunicaban la ciudadela con el resto de la ciudad.

[4]​ Este cuarto recinto reforzaría aún más el castillo, convirtiéndolo en un importante e inaccesible bastión.

Con el tiempo su función militar dejó de tener importancia, y comenzó a primar un valor comercial, pues su presencia y factor de aislamiento la convertían en una aduana a través de la cual se canalizaba y regulaba el acceso a la ciudad, estipulado con el pago del arancel.

[7]​ La separación impuesta por la muralla, sirvió también como barrera sanitaria que aislaba a los núcleos poblados de las pestes y epidemias tan frecuentes en la Edad Media.

Se pagaron a finales del siglo XVI varias partidas para poner cerrojos nuevos en las puertas de la Trinidad, Carchena y San Basilio.