Der ellipsenförmige Stadtkern von Solin war von einer Stadtmauer umgeben, an welcher über Jahrhunderte hinweg gebaut wurde. Die Nordseite mit mehreren rechteckigen Türmen ist noch sehr gut erhalten und erstreckt sich vom Amphitheater bis zum Stadttor im Nordosten, durch welches die Straße ins Hinterland führte, zunächst bis nach Klis und von dort führte eine Abzweigung nach Andetrium und eine andere nach Osinium (dem heutigen Sinj) bzw. bis zum Fluss Cetina nach Tilurium (dem heutigen Trilj) und weiter nach Osten. Die ältesten erhaltenen Teile der Mauer, wahrscheinlich aus der Zeit der Römischen Republik, bestehen aus großen Steinblöcken (eine megalthische Mauer, wie sie in der hellenistischen oder frührömischen Zeit üblich war) und befinden sich in der Innenstadt. An der Ostseite dieses Teils der Mauer blieb das etwas später erbaute Stadttor Porta Caesarea aus dem 1. Jh. n. Chr. erhalten. Wann die ersten Befestigungswerke erbaut wurden, ist nicht leicht zu sagen, aber die Verteidigungsanlagen der Stadt waren damals sehr wahrscheinlich in der Form eines Trapezoid angeordnet und boten dem römischen Konsul Caecilius Metellus und seiner Armee im Winter 119/118  Unterschlupf, als er in dieser Gegend gegen die Illyrer kämpfte. Zur Zeit des Kaiserfriedens (Pax Augusta), nach der Unterwerfung der Dalmater und anderer illyrischer Völker, beginnt sich die Stadt über diesen ersten Stadtkern hinaus gegen Westen und Osten hin auszubreiten. Dabei rückte das östliche, mächtige Stadttor in den Stadtkern und verlor seine ursprüngliche Bestimmung, ähnlich wie das Stadttor am Westendende der Stadt, das nicht erhalten blieb. In das östliche Stadttor wurde im 4. Jh. ein dekorativer Schlussstein, der die Göttin Tyche zeigt, eingelassen. 

Die Stadt hat sich unkontrolliert ausgebreitet, indem die freien Flächen nördlich und südlich der Straße bebaut wurden, die ebenso wie der Fluss Salon (heute Jadro) durch den Osten der Stadt verlief und so die urbane Topografie der Stadt und die Erbauung öffentlicher und privater Gebäude mitbestimmte. Die neu entstanden Stadtteile waren bis zur Herrschaft von Mark Aurel und der Gefahr, die dem Römischen Kaiserreich durch die Markomannen und Quaden drohte, nicht von einer Stadtmauer umgeben.

Zur Verteidigung der Stadt trugen zunächst, und wahrscheinlich auch noch viel später, auch die geografischen Gegebenheiten des Gebiets bei, denn von der Lichtung Kozjak fiel das Gelände bis zum Meer stufenweise ab und bildete mehrere Hügel und Täler, die die Verteidigung der Stadt erleichterten. Dort, wo heute ein Spazierweg neben der Mauer verläuft, wurden diese Täler über die Jahrhunderte an mehreren Stellen bis zur Stadtmauer mit Erde aufgeschüttet.

Das gleiche lässt sich heute noch auch südlich des frühchristlichen Friedhofs Manastirine beobachten, wenn man vom Museum Tusculum die Zypressenallee nach Süden bis zu den recht- und fünfeckigen Türmen hinuntergeht. Diese wurden, so vermutet man, im 6. Jahrhundert erbaut, als in dieser Gegend ein Krieg zwischen den Ostgoten und dem Heer des oströmischen Kaisers ausbrach. Damals wurde Salona vom oströmischen General Konstantinian erobert, der die Befestigungswerke ausbesserte und verstärkte, da er sich vor einem Angriff der gotischen Armee, die sich ins Hinterland nach Burnum, Asseria (dem heutigen Benkovac), Scardona und Skradin zurückgezogen hatte, befürchtete.

Die ursprüngliche, ältere Stadtmauer, die den östlichen Teil der Stadt schützte, wurde größtenteils um das Jahr 170 herum errichtet, was durch in eine Steinplatte gemeißelte und an der äußeren, südlichen Seite der Mauer neben der Porta Andetria angebrachte Inschriften belegt wird. Diese beiden zur Gänze erhaltenen und wertvollen Inschriften überliefern, dass die zweite Kohorte der Dalmaten (cohors secunda Delmatarum) unter dem Tribun Granius Fortunatus 800 Fuß und die Divisionen der II. und III. Legion unter dem Zenturio Publius Elius Amintianus 200 Fuß der Mauer sowie einige Türme an der Nordseite der Stadt erbaut haben. Auf einer weiteren, nicht mehr vorhandenen Inschrift stand zudem, dass in der gleichen Zeit die erste Kohorte der Dalmaten 800 Fuß der Mauer und einen Turm erbaut hat, was umgerechnet 430 m entspricht. 

Auch der westliche Teil der Stadt, den der dänische Archäologe Dyggve Urbs occidentalis nannte, wurde wahrscheinlich in dieser Zeit mit einer Mauer befestigt, wobei dass Amphitheater ein Teil der Befestigung war.

Salona hatte auf diese Weise eine elliptische Form mit zwischen 1600 und 700 m langen Achsen und einer Fläche von 500 Hektar. Nach dieser Zeit, während des 3. und 4. Jahrhunderts, wurde die Verteidigung der Stadt vernachlässigt, da es auch keine größeren Gefahren mehr gab. Es scheint, dass zur Zeit des Kaisers Theodosius I. (379-395) umfangreichere Arbeiten an der Stadtmauer ausgeführt wurden, während die Mauer zu Zeiten der oben erwähnten byzantinisch-gotischen Kriege grundlegend saniert wurde.

Innerhalb dieser Ellipse wurde der größte Teil der Denkmäler von Salona erbaut, während sich außerhalb der Stadtmauern heidnische und christliche Gräber befanden, die letzteren mit großen Grabkirchen. Auf dem weiten Gebiet, das durch die Römer verwaltet wurde, befanden sich im Westen und Osten in Richtung Trogir, des heutigen Split bzw. Stobreč Wohnhäuser und Wirtschaftgebäude sowie Gräber und weitere Wirtschaftsgüter. Davon zeugen Relikte, die heute bei beinahe jedem Bauvorhaben zu Tage gefördert werden.