Trong giai đoạn chiến tranh với quân Tây Sơn, năm 1793, chúa Nguyễn Phúc Ánh nhận thấy nơi đây có vị trí chiến lược nên cho xây thành Diên Khánh làm căn cứ phòng ngự theo kiểu kiến trúc quân sự Vauban (do KTS người Pháp tên Vauban tạo ra vào thế kỷ 17 dùng để xây dựng thành lũy phòng thủ toàn diện. Trước thành Diên Khánh, kiểu kiến trúc Vauban cũng được chúa Nguyễn áp dụng để xây thành Sài Gòn năm 1790 và thành Mỹ Tho năm 1792). Tranh của KTS Nguyễn Khánh Vũ Ký họa của KTS Phùng Thế Huy KTS cung cấp có diện tích khoảng 3,6 ha, được xây dựng trên khu đất có dáng như lưng rùa (tượng trưng cho sự vững chãi, trường tồn), bao quanh là hệ thống hào nước sâu 3 - 5 m. Mặt ngoài gần như dựng đứng, mặt trong có hai lối thang lên xuống. Tường thành bằng đất cao khoảng 3 m, góc được đắp nhô ra để tăng tầm quan sát, có ụ đất cao khoảng 2 m để đặt đại bác (gọi là pháo đài góc). Hiện nay, các đoạn tường thành (tổng chiều dài gần 1,7 km) không còn nối liền như xưa. Ký họa của KTS Trần Xuân Hồng KTS cung cấp Ký họa của Lam Yên Họa sĩ cung cấp Ký họa của KTS Bùi Hoàng Bảo KTS cung cấp Ký họa của KTS Bùi Hoàng Bảo KTS cung cấp Ban đầu thành có 6 cổng, nay chỉ còn 4 cổng Đông, Tây, Tiền (Nam), Hậu (Bắc) cao 2,5 m, rộng 2,9 m. Trên cổng có lầu tứ giác, trên cùng là cổ lầu với mái uốn cong lợp ngói âm dương. Ký họa của KTS Nguyễn Khánh Vũ KTS cung cấp Tranh của KTS Nguyễn Khánh Vũ KTS cung cấp Theo tư liệu, ngày trước bên trong thành còn có hoàng cung, dinh tuần vũ, dinh án sát, cột cờ… Nghĩa quân Cần Vương cũng từng dùng thành Diên Khánh làm tổng hành dinh trong những ngày đầu chống Pháp. Ký họa của KTS Phùng Thế Huy Ký họa của KTS Phùng Thế Huy Ký họa của KTS Phùng Thế Huy KTS cung cấp Hiện nay, cách cổng Tây khoảng 200 m có nhà thờ Hà Dừa được xây vào thế kỷ 19. Trong thành là trụ sở các cơ quan của H.Diên Khánh.
Cách trung tâm TP.Nha Trang (Khánh Hòa) khoảng 10 km về phía tây, thành cổ Diên Khánh 230 năm tuổi được công nhận là di tích lịch sử cấp quốc gia năm 1988.