Sömmerdas Stadtmauer ist eine der besterhaltenen in Thüringen. Die Befestigungsanlage markiert noch immer den historischen Ortskern. Der Bau der heute sichtbaren Mauer begann 1589 unter der Aufsicht von Meister Hans vom Hof. Ursprünglich war die Natursteinmauer 1580 Meter lang und bis zu vier Meter hoch. Über eine Anbindung im Süden wurde Wasser aus der Unstrut in einen vorgelagerten Graben (heute Grünstreifen) geführt. Erhalten sind sechs Rundtürmchen und das 1395 als Teil einer früheren Stadtbefestigung erbaute Erfurter Tor. Diese sieben Bauwerke sind restauriert, haben schiefergedeckte Dächer und einen vergoldeten Turmknopf. Durch Abbruch, Einsturz und Bebauung im Verlauf von Jahrhunderten ist die Stadtmauer nur noch 1170 Meter lang. Nicht erhalten sind das Werrchentor und das Neutor (beide in der Südstadt), das Riedtor (an der Unstrut), das Wenigensömmersche Tor (Marktstraße, Torgrundriss im Straßenpflaster markiert) und das Weißenseer Tor (Nähe Volkshaus).

Blickfang der Stadtmauer sind unter anderem der Waidstein in der Nähe des Stadtmauertürmchens 4 sowie im Abschnitt Parkweg mehrere Gebäude der ehemaligen Fabrikantenfamilie Kronbiegel-Collenbusch, darunter die „Villa Johanna“. Der als privates Wohnhaus genutzte Fachwerkbau wird von Einheimischen „Puppenhaus“ genannt.