明军攻取兰州后，后于洪武十年（1377年），由指挥同知王得在宋城基础上筑城。城之北，因河为池。门有四：东承恩，西永宁，南崇文，北广源。宣德间，守备戴旺增筑关厢城郭。自城西北至城东筑外郭十四里二百三十一步。正统十年（1445年），都指挥佥事李进重修郭门并镇远桥门。十二年，又筑承恩门外郭为新关。据《皋兰县志》卷四《城池》记载，“通为郭门者九：东曰迎恩，东北曰天堑，又东北曰广武，南曰拱兰，东南曰通远，西南曰永康，又西南曰靖安，西曰袖川，北曰天水”。各门建有城楼，内城为大楼，西南为八角楼。嘉靖二十一年（1542年），鞑靼进犯临、巩，为防备见，兵备副使朱旒倍为修筑，“城高三丈五尺，阔二丈五尺，池深一丈五尺，阔倍之”。留之于后世的，就是“朱旒倍为修筑”的城。从展筑的城郭、城墙看，城郭的作用已从纯军事转向保护城中居民不受侵扰的用途上来。此后，又经多次展修、增筑并甃以青砖，到清末道光年间，形成一面临河，东、南、西三郭护城的城防结构。后世在地图上看到的城池图就是它的缩影。将城池的所有门包括外郭连接起来，就不难看出兰州的棋盘式的道路交通网络。
清康熙五年（1666年），析陕西西部为甘肃省。兰州遂成为省会。特别是兰州成为总督、布政使、府、县驻地后，逐渐成为西北重镇及经济、政治、文化、军事中心。纺织、水烟、陶瓷等工场手工业以及传统商业迅速发展，使兰州成为西北商埠，交通枢纽。
兰州成为西北重镇后，在明城基础上多次修筑兰州城。康熙六年（1667年），甘肃巡抚刘斗修葺并重修城楼。其后，分别于康熙二十四年（1685年）、乾隆三年（1738年）、乾隆二十八年（1763年）进行修筑。督署前建有辕门。辕门西为鼓楼，鼓楼是县治之遗迹，故兰州鼓楼并非城市之中点。(www.xing528.com)
清代修筑城池时，为使户有所居，扩街筑道，在故城街道基础上陆续修整、扩建了大街、绸铺街、县门街、北门街、炭市街、桥门街、鼓楼南街、南关、上东关、西关、新关等主干道及西城巷、木塔巷、玉石巷、山字石、道升巷等支路街巷。其中大街（今张掖路）连接内城的来煦门、镇远西门，是东西走向最长的一条街道，将木塔巷、北门街（今永昌路）、官升巷、山字石等街巷沟通。大街以南，有平行于大街的县门街（今武都路西段）、学院街（今武都路中段），是仅次于大街的道路，将马坊门（今永昌路中段）、鼓楼南（今陇西路）、绸布街（今酒泉路）等南北向的街巷连接。城内除了居民住宅、商铺，还陆续修建了督、藩、府、臬、县署及左营、右营、中营等军事机构；东华观、东岳庙、普照寺、城隍庙、庆祝宫、嘉福寺、文武庙、火神庙等宗教设施得到修建或者修葺。
道光十三年（1833年），陕甘总督杨遇春再次筑城后，将内城和郭城的部分城门改名。内城的承恩门、永宁门、崇文门分别改为来煦门（东门）、镇远门（西门）、皋兰门（南门），郭城的天堑门、天水门、永康门、静安门改为庆安门（下水门）、通济门（桥门）、安定门、静安门。同治元年（1862年），陕甘总督恩麟为内城四门增筑瓮城。终清，除了多次修葺，兰州古城基本形制稳定，通计内城周长六里二百步，外城周长十八里一百二十三步。内城城墙腰墩和角墩上建有敌台，敌台筑敌楼十座，城墙筑有睥睨一千九百二十九；郭城也建有敌楼六座，睥睨三千九百。郭城又称关城，因此兰州就留下了“关比城大”的俗说。
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