山城平面呈不规则多边形，城墙周长2396米，大部分为黄土杂碎石叠筑，凹伏处为黄土夯实，厚6～12厘米，高约10米。城郭呈不规则多边形。城内低平，适宜屯兵；城外山崖陡峭，易守难攻。设西、南、北三门。在城垣四面凸起处各有一平台，其中以南平台为最高，俗称“南天门”，高出附近地面约100米。台上曾发现红色绳纹瓦，推测当年其上有角楼之类的建筑。

　　山城内的主要建筑，即俗称的“水牢”和“旱牢”。“水牢”又名“龙潭”，实为蓄水池，位于山城西北隅的最低处，龙潭山因此而得名。池呈圆角“凸”字形，东西长52.8米，南北宽25.75米，深11.5米。在北壁东端池沿下一米处，有一石砌泄水洞通向墙外。“旱牢”位于山城西南隅近山梁处，距“水牢”420米，平面呈圆形，周壁直立如削，直径10.6米，深2～3米，从不积水。从其地势和深度判断，应是贮存军事物资的地窖或地仓。

　　山城内曾出土金代泥质轮制黑灰色陶罐3件、陶壶l件、六耳铁锅1件、双耳铁釜l件。

　　龙潭山山城（包括蓄水池和地窖）是高句丽王国势力最强盛时期建造的典型的军事城寨，不仅是研究高句丽王国城池建筑的重要遗址，而且是研究高句丽王国北部疆域的实物资料。2006年5月，龙潭山城被国务院公布为第六批全国重点文物保护单位。