Viollet le Duc, dans son Dictionnaire raisonné d'architecture médiévale, décrivait ainsi l'ensemble : " Le long du fleuve et adossé à la roche qui le domine de beaucoup, se dressa le château qui coupait la route passant sur la rive droite, commandait le cours du fleuve et, par conséquent, le sommet de la presqu'île. Afin de rapprocher autant que possible le château du donjon, l'escarpement de craie fut taillé à pic, de manière à laisser une cour assez vaste entre le bâtiment principal et le pied du rocher. Un large souterrain détourné, taillé dans le roc et ayant la figure d'un cylindre avec emmarchement, réunit les défenses du château à la cour intérieure du donjon. Du côté où l'escarpement était moins abrupt, fut tranché, dans le roc vif, un large et profond fossé à fond de cuve. Un fossé moins profond, mais beaucoup plus étendu, contourna le plateau sur l'extrémité duquel est assis le donjon ; mais comme ce plateau n'était pas de niveau et qu'il dominait le donjon en s'enfonçant dans la chaîne crayeuse, on fit une motte factice sur laquelle (probablement) s'éleva une défense, détruite aujourd'hui. Les escarpements naturels devaient ôter toute idée d'attaquer le plateau par ses côtés. Nous ne pensons pas que le fossé et l'escarpement aient jamais été protégés par des murailles, mais seulement par une levée de terre avec palissades, car il ne reste sur ces points nulle trace de maçonneries.

Afin de faire mieux comprendre encore l'assiette du château de la Roche-Guyon, et comment, par des ouvrages considérables, on était parvenu à rendre cette assiette encore plus forte, soit en entaillant la colline, soit en faisant des terrassements, nous donnons un profil de l'escarpement de craie avec les constructions. En A est la Seine, en B le château bâti au pied de la falaise, en C le donjon, dont les enceintes s'élèvent en suivant la pente naturelle du plateau pour dominer les dehors du côté D. En E, la motte faite à main d'homme, sur laquelle était un ouvrage avancé commandant la circonvallation du plateau ; le profil du souterrain communiquant du château au donjon est tracé en H. On ne pouvait entrer, du plateau, dans les enceintes du donjon que par une poterne percée sur le flanc de la courtine extérieure de droite et faisant face à l'escarpement, de manière qu'il était impossible de voir cette entrée soit du plateau, soit du bas de l'escarpement.

Notre profil fait comprendre comment il était difficile à un assiégeant de se tenir dans le château inférieur sans posséder en même temps le donjon supérieur ; si, après s'être emparé du château, il eût voulu s'y loger, il était infailliblement écrasé par la garnison du donjon. Quant à s'emparer du donjon, enveloppé dans sa double enceinte, on ne pouvait le tenter que par un blocus. Mais comment bloquer une forteresse qui possédait une issue souterraine très praticable communiquant avec une défense inférieure commandée et une large rivière ? Sous le rapport stratégique, la position du château de la Roche-Guyon était donc excellente et évidemment choisie pour garder cette presqu'île de Bonnière si facile à défendre à la gorge. Deux ou trois mille hommes dans la presqu'île et quatre ou cinq cents hommes dans le château et ses dépendances s'appuyant mutuellement, quoique séparés par la Seine, pouvaient arrêter une armée considérable et paralyser ses mouvements sur l'une ou l'autre rive de la Seine. "

Par son plan original, le donjon de la Roche-Guyon se rapproche incontestablement des grandes constructions de la sphère d'influence Plantagenêt de la fin du XIIe siècle. Une grosse tour cylindrique d'environ quatorze mètres de diamètre est dotée du côté de l'attaque d'un éperon acéré, disposition également adoptée au Château-Gaillard et à Issoudun. On y pénètre par une porte en élévation. Il possédait des étages planchéiés et son sommet était probablement hourdé. Il est enserré entre deux chemises. La plus proche du donjon forme un angle très saillant, alors que la seconde est dotée d'une tour circulaire à la pointe.