เป็นเมืองสี่เหลี่ยมผืนผ้า มุมมน มีกำแพงดิน 2 ชั้น มีคูเมืองคั่นกลาง ยาวประมาณ 700 เมตร กว้าง 500 เมตร สันนิษฐานว่าสร้างขึ้นในสมัยทวารวดี บริเวณที่ตั้งชุมชนเป็นที่ราบลุ่มมีทางน้ำไหลผ่าน จากการขุดแต่งใน พ.ศ.2539 พบว่า โบราณสถานซึ่งอยู่บริเวณด้านตะวันออกของเมืองเป็นศิลปะสมัยอยุธยาตอนปลาย ประกอบด้วยอุโบสถ มณฑป วิหาร เจดีย์ และผลจากการศึกษาหลักฐานชั้นดินทางโบราณคดี พบว่า ก่อนการสร้างโบราณสถาน กลุ่มเมืองเก่าเวสาลีแห่งนี้ ได้มีชุมชนตั้งหลักแหล่งอยู่ก่อนแล้ว เป็นชุมชนในสมัยก่อนประวัติศาสตร์ตอนปลาย ซึ่งได้มีการพัฒนาเข้าสู่การเป็นชุมชนคูน้ำคันดินในสมัยทวารวดี เมืองเวสาลีเคยเป็นเมืองหน้าด่านเล็ก ๆ ของกรุงละโว้ในดินแดนสุวรรณภูมิ ปรากฏหลักฐานซากวัตถุโบราณ เช่น พระปรางค์ หอสมุด และพระพุทธรูปฝีมือขอมโบราณ ราว พ.ศ.1100 1400 ขอมได้มีอำนาจเจริญรุ่งเรืองในแคว้นสุวรรณภูมิ ตลอดทั้งในแคว้นโคตรบูร แคว้นโยนก และแคว้นทวารวดี โดยมีกรุงละโว้เป็นราชธานี เมืองเวสาลีนี้ได้สร้างขึ้นในสมัยนั้น มีอายุรุ่นราวคราวเดียวกับกรุงสุโขทัย นครโยนก เมืองโอฆะบุรี และเมืองศรีเทพ โดยที่เมืองเหล่านี้ได้สร้างขึ้นไว้เพื่อเป็นเมืองหน้าด่านของกรุงละโว้ทั้งสิ้น ภายหลังเมืองเวสาลีตกอยู่ภายใต้การปกครองของกรุงสุโขทัย และได้ถูกปล่อยร้างมาราว 400 ปี จนถึง พ.ศ.2199 สมัยสมเด็จพระนารายณ์มหาราช กษัตริย์ไทยรัชกาลที่ 28 แห่งกรุงศรีอยุธยา ได้ทรงบูรณปฏิสังขรณ์ เมืองละโว้ขึ้นเป็นราชธานีอีกแห่ง ให้ชื่อเมืองลพบุรี พระองค์ทรงดำริเห็นว่า หัวเมืองฝ่ายเหนือยังไม่สงบลงได้ง่าย เพราะมีพม่าคอยหนุนหลัง ประกอบเป็นที่ราบลุ่มทำนาข้าวได้ดี เหมาะแก่การที่จะตั้งกองรักษาด่านไว้เพื่อป้องกันข้าศึกทางฝ่ายล้านนา จึงได้บูรณะเมืองเวสาลีขึ้นใหม่