D'après Strabon, les murailles de la ville furent construites par Lysimaque au IIIème siècle avant notre ère. Tant par la qualité de leur construction que par leur état de conservation, on peut les considérer comme le plus bel exemple existant de murailles hellénistiques. Si dans les portions situées en terrain plat la muraille a disparu par endroit, par contre elle est en excellent état dans les zones escarpées. Elle descend jusqu'à la mer, qui se trouvait à l'ouest, en épousant la pente naturelle de la montagne et en venant prendre appui sur une tour située au sommet d'une petite colline visible de tous les coins d'Ephèse. Cette tour, appelée "prison de Saint Paul", se distinguent des nombreuses autres tours qui flanquent les murailles: elle se présente comme un poste de garde à deux étages avec des séparations internes; à l'intérieur, on peut lire sur une inscription le nom de "colline d'Astyage" mais on ne sait pas à quoi correspond ce nom.

    On pénétrait dans la ville par deux portes principales percées dans la muraille. L'une d'elles était située entre le stade et le gymnase de Védius et nous savons grâce à des inscriptions qu'elle était appelée porte de Coressos. Elle n'a pas encore été fouillée. La seconde entrée était la porte de Magnésie, située sur la route qui mène à la Maison de la Vierge. Cette porte, dont les fouilles se poursuivent actuellement, fut construite en même temps que les murailles au IIIème siècle avant notre ère. Plus tard, sous l'empereur Vespasien (69-79 ap. J.-C.), elle fut munie de trois entrées et d'un arc et elle devint la "porte d'honneur" de la ville.

Objets en or trouvés dans l'Artémision. VIIè siècle av. J.-C.

    La porte hellénistique était flanquée de deux hautes tours de plan rectangulaire et suivie d'une cour précédant elle-même une seconde porte par laquelle on pénétrait dans la ville. La cour, ainsi que la place qui se trouvait devant la porte, était pavées avec de gros blocs de pierre grise. Sur la place qui précédait la porte, on trouvait des sarcophages en marbre dont on suppose qu'ils devaient appartenir à des personnages importants. L'important canal qui se trouve à l'est fut construit bien après l'époque de Vespasien. La route qui débouchait de la Porte de Magnésie située à 30 km au sud-est d'Ephèse, et d'autre part, contournant le Mont Panayir, menait au temple d'Artémis et de là revenait à son point de départ en traversant Ephèse. Cette route fut restaurée au IIème siècle de notre ère par le sophiste Damianus.

    A Ephèse, toutes les rues se coupaient à angle droit suivant un plan en damier imaginée par l'architecte Hippodamos de Milet; cependant la route dont nous venons de parler ne suivait pas cette règle, ceci parce qu'elle existait déjà à l'époque archaïque, comme l'ont montré les fouilles. Ce qui nous permet de dire qu'à toutes les époques on a respecté l'emplacement de la voie Sacrée conduisant au temple d'Artémis. (C'est en suivant cette voie que Wood a pu localiser l'Artémision.)