Предполага се, че първата крепостна стена Филипопол е построена още през IV в.пр.н.е. Фрагменти от тази укрепителна система са видими и днес по северните и северозападните склонове на Небет тепе. В този участък крепостната стена е била снабдена с малки отвори - потерни, които са водели до проходи - тунели вътре в скалата, чрез които посредством стълби се е стигало до северното подножие на хълма.
През I век Филипопол е включен в пределите на Римската империя като основен град на провинция Тракия. За известен период не е имало необходимост за укрепване или разширение на съществуващите крепостни стени. През втори век обаче, при управлението на император Марк Аврелий, се налага укрепване на съществуващите и изграждане на нови крепостни стени, особено около града в равнината. Според надпис, открит в района на Източната порта, това строителство се е случило през 172 г. В ареала на Трихълмието римската крепостна стена следва елинистичната. В териториите, разположени източно и западно от трите тепета, се налага изграждане на нова стена, която да защити новите римски квартали на града, наричан тогава Тримонциум. Част от руините на тази част от крепостната система могат да се видят и днес под пл. "Джумаята", в непосредствена близост до Античния стадион на Филипопол. Фрагменти от стената, открити при археологически проучвания, дават възможност да се определи точно нейното трасе.
След нашествията на готите фортификационната система на Филипопол се възстановява. Тя до голяма степен следва трасето на стената от времето на Марк Аврелий. Но новите условия налагат и промени - това особено добре личи в комплекса на Източната порта. Портата от предишния период е изоставена, като за сметка на това е дадено ново трасе на стената, а към нея е приобщена и съществувалата от II век арка. В градежа на новата куртина са преизползвани квадри от предишните строителни периоди.
Нова укрепителна система Филипопол придобива и по време на византийския император Юстиниян. В този период градът отново се "свива", като новото укрепление е изградено само около Трихълмието и до голяма степен следва елинистичното трасе. Най-добре запазените фрагменти от това укрепление могат да се видят днес в близост до църквата "Св. св. Константин и Елена". Тук се наблюдава запазена в голяма височина над нивото на земята част от куртината заедно кръглата ъглова кула. Останалите кули са били триъгълни. Наблюдава се наличието и на втора стена, изградена пред тази, наречена протейхизма.
В началото на VII век на Трихълмието се появява още една крепостна стена. Тази стена обаче не е проведена цялостно, като пръстен около Трихълммието, а само доукрепява неговите източна, южна и югозападна части, като на места е изградена директно върху руините на Античния град. За изграждането й са употребени повторно различни архитектурни фрагменти от античните сгради на Филипопол - части от колони, фризове, капители и др.
