正保城絵図によると、曲輪内部の大きさは東西33間・南北75間あり、いびつな亀甲形状をしている。全周に水濠と土塁が巡らされ、 北西に御三階櫓、北東に菱櫓、南西に弓櫓、南東に巽櫓（辰巳櫓）があがり、その間を土塀が巡っている。 東側中央付近の塁上に小建物があるが、この直下には将軍が宿泊する際の休息の間があり、その警備のための番所である。
　虎口は西の小曲輪（大枡形）を経て二ノ丸へつながる本丸門と、東帯曲輪につながる裏門がある。 本丸門前の木橋は幅2間渡り6間、裏門前の木橋は幅2間渡り13間で、はね上げ式である。

　中世において古河公方の御所が置かれ、近世初頭では城主居館が置かれたものと推定されるが、その詳細はわからない。 その後、徳川将軍家の日光社参の際の宿泊城となって本丸御殿が整備されたが、やがて老朽化してくると財政的に維持困難のため取り壊された。

　濠幅は最も広い北東側で24間、最も狭い南西側で6間あり、水深は浅い箇所で3尺、深い箇所で7尺となっている。 本丸門の木橋を落とし、裏門の橋をはね上げれば、いざと云う時に完全に独立して籠城することが出来る。

　正保城絵図では城下の長谷村付近に、「此所本丸地形ヨリ壱間五尺高差渡五町」と記されている。現在の長谷町神明神社付近の標高は約19ｍあるので、本丸の標高は約16ｍになる。また、利根川上流河川事務所所蔵の「渡良瀬川川筋平面図」には本丸土塁上の高さの記入があり、それを標高に直すと19.1ｍとなる。従って内部から土塁を見ると、高さは約3ｍとなる。 城外の東側台地上にある牧野地付近の標高は約17ｍであり、本丸標高16ｍ（土塁上19ｍ）という値は納得できる高さである。
　近代の河川改修工事で、地盤ごと全て削り取られて堤防敷・高水敷となった結果、現在の城跡（河川敷）の標高は約13mとなっている。
　明治42年発行5万分の1地形図では、本丸南側土塁上とおぼしき地点（二等三角点）で標高23.9mとあるが、土塁標高19mよりかなり高い。 現在の堤防の標高約23mと比べても高すぎると思うが、謎である。

　土塁は濠水面より4間3尺の高さがあり、勾配は観音寺曲輪等の現存土塁と同じとするならば45から50度程度となる。 馬踏（土塁上部の平場）は古河歴博図録「古河城　水底に沈んだ名城」によると2間から2間半位である。

　土塁上には狭間の開いた瓦葺き土塀が巡らされており、図録によると長さ265間4尺、狭間は302ヶ所とある。 正保絵図によると瓦塀は城内で本丸のみに用いられ、それ以外の箇所は板葺き塀であるが、後にすべて瓦葺きに葺き替えたようである。 御三階櫓付近の塀には張り出している箇所が見られるが、横矢掛かり又は石落としと思われる。（土塁上の塀に石落としを設けた例として千葉県の佐倉城がある）

　本丸と二ノ丸の間にある馬出し状の小曲輪は大枡形、或いは単に枡形と呼ばれていたようである。
　正保城絵図によると、南北39間、東西17間で、内部には番所がある。西側に二ノ丸へつながる枡形門があり、幅2間渡り8間の土橋で二ノ丸とつながっている。
　外側三方の土塁の高さは1間4尺で土塀が巡らされ、濠の幅8～10間、深さ3～5尺でる。 なお、土塁高さは曲輪内部平面からの高さだと思われる。