Замок князів Острозьких належить до нерегулярних укріплень. Його планувальна конфігурація обумовлена високим пагорбом, який домінує над широкою долиною річки Вілії. Природні захисні властивості замкової гори в давнину доповнювалися земляними валами та глибоким ровом, наповненим водою. Нинішній замковий комплекс споруд, який поєднує так звану вежу муровану Богоявленську церкву, круглу башту та надбрамну дзвіницю, складався протягом XIV—XIX ст.
Найдавнішою спорудою на замковому пагорбі є вежа мурована. Зведена князем Данилом Острозьким у другій половині XIV ст., триярусна споруда з мурованими стінами завтовшки 2-2,6 м та склепінчастими перекриттями. У своєму початковому вигляді була однобаштовим, квадратним у плані замком-донжоном. Наприкінці XV - у XVI ст. башту добудовують та зміцнюють контрфорсами. Ренесансний декор завершень споруди також належить до початку XVI ст.. Коли князь Василь-Костянтин Острозький модернізував укріплення та побудував нову круглу башту, її звели на південно-західному розі оборонних мурів для розширення зони захисту замку. Мурована з каменю-пісковику та цегли, циліндрична за формою, башта поділена на три яруси. Досить масивний цокольний ярус укріплено контрфорсами. На тлі тинькованої поверхні середнього ярусу чітко вимальовуються прорізи бійниць. Увінчується споруда поясом машикулів з аттиком. Функціональна доцільність і пластична гармонія, втілені в архітектурній формі круглої башти, визначають її як унікальний зразок фортифікаційного зодчества України й ренесансної стилістики в українській архітектурі. Богоявленську церкву на замковому подвір'ї, ймовірно, було зведено ще у XV ст. У 1521 р. (дату вирізьблено на обрамленнях бійниць) її північну стіну було потовщено до 2,8 м та влаштовано бійниці. Таким чином, храм включено в систему оборони. З 1636 р. церква тривалий час не використовувалася за призначенням і перетворилась на руїну. Відбудували її на старих фундаментах у 1886-1891 рр. Від давньої споруди збереглася лише північна стіна. Сучасна пам'ятка - це хрещатобаневий шестистовпний триапсидний п'ятиверхий храм, який відіграє домінантну роль у композиції ансамблю на Замковій горі.
У 1905 р. з метою облаштування прихрамової території було зведено надбрамну дзвіницю. Острозький замок є унікальним фортифікаційним ансамблем Волині.
