Le château de Gisors est constitué de trois ensembles bien distincts conçus du XIe au XIIIe siècle, mais régulièrement adaptés à l'évolution des techniques et des conceptions architecturales jusqu'au XVIe siècle.

La partie la plus ancienne est constituée par une grosse motte tronconique haute de 30 mètres et d'un diamètre d'environ 70 mètres à la base, pour une circonférence totale de 220 mètres. Elle supportait à l'origine, selon toute vraisemblance, une tour de bois entourée d'une palissade. Ces constructions légères furent progressivement remplacées durant le règne de Henri Beauclerc en Normandie (1106-1135), par un grand donjon de plan octogonal et une chemise polygonale haute de près de 10 mètres, soigneusement appareillée, anciennement crénelée et flanquée au nord-ouest de trois tours quadrangulaires. Selon Jean Mesqui, la tour maîtresse découpée primitivement en quatre niveaux planchéiés, fut surélevée vers 1170-1180 de deux niveaux. De ces décennies dateraient également les contreforts qui lui confèrent cet aspect si massif. La tourelle d'escalier n'apparut qu'au XIVe siècle. On pénétrait initialement dans ce bel édifice par une porte ménagée en hauteur, conformément aux canons en vigueur à l'époque romane. Dans l'enceinte délimitée par la chemise furent édifiés sous Henri II une chapelle et quelques bâtiments à vocation domestique.

Henri II fit construire autour de ce noyau primitif une gigantesque muraille de forme rectangulaire cernée de profonds fossés et flanquée de plusieurs tours. La similitude de certaines (à bec ou éperon) avec d'autres spécimens attribuables aux Plantagenêts (Loches à la charnière des XII et XIIIe siècles notamment) est indéniable. Elles sont le plus souvent percées de belles archères à niches assurant une parfaite défense des abords des courtines. Deux accès furent ménagés au sud (porte du Gouverneur donnant sur la ville) et au nord (porte des Champs).

Philippe Auguste renforça l'angle sud-est par une tour cylindrique, conservée sur 28 mètres. Sa base est fortement talutée comme dans toutes les constructions philippiennes. Elle affiche un diamètre de 13,80 mètres pour une épaisseur de murailles qui taquine les 4 mètres. Comme nous l'avons évoqué à maintes reprises, elle eut en France de nombreuses sœurs. Mais seules sont encore visibles les tours de Verneuil-sur-Avre (Tour Grise), Villeneuve-sur-Yonne, Chinon (Tour du Coudray), Falaise (Tour Talbot), Lillebonne, Montlhéry, Rouen (Le Donjon), Issoudun (Tour Blanche), Vernon (Tour des Archives) et Dourdan.

Au début du XVIe siècle enfin, furent réalisés quelques aménagements destinés à faciliter l'utilisation d'armes à feu.

Précisons enfin qu'il existe sous la forteresse des souterrains reliant le pied de la motte à l'emplacement de l'ancien logis et à la porte du gouverneur.