统万城遗址全部为夯土建筑遗存，位于无定河台地之上。城市的基本格局仍旧保留。部分城垣、城门、马面及角楼遗存清晰可辨，城内主要建筑、道路均已无存，仅遗留下高大的夯土台基。根据航空影像分析，仍可看出城西北角的护城河及城内开渠引水的痕迹。
已发掘的统万城还可以看出内城和二道城的痕迹。二道城有506米长的城址，南面及西北角都保存比较好。内城南北长527.1米，东西长608.9米，略成方形。内外城都是用灰青色的白土所筑成，板筑清晰可数，很坚实。城壁遗址的高度，从1.6米至10米不等，宽度从0.07米至0.19米不等。城址一周和城连接的墩台也很多，共计东面11座，西面8座，北面6座，南面11座。
仅西面几座很突出，距城壁稍远，高约8米，板筑每隔十层至十三层即有椽孔一排，东南角的墩台高约7米，唯有西北角的墩台又高又大，高约20米，板筑每隔十层至十八层不等即有平列椽孔一排，上下共有椽孔十层，椽孔中间有木椽头尚未全朽，似乎就是何炳勋所指的“飞檐八层，插椽孔穴，层层可数。”墩的中部有一窑洞穿透，似为后代所开。仅就城墙构筑的坚实和绕城墩台的众多，可以想见当时的防御设备是很好的。
城内中部稍偏西南，有一座土墩，高约10米，久经风雨剥蚀，形状已不规则，但板筑仍很清楚。每层厚0.16米，自下至上，有椽孔成方形；大小不一。每孔平行距离约2米，上下每隔板筑2l层，即有椽孔一排。
城的东南面下半段有竖形槽两道，似为建筑嵌柱之用。这一土墩的周围，多堆瓦砾，时有花方砖、大瓦、铜币等古物发现，似为当时宫殿的建筑中心。
统万城自北宋初年下诏被毁，逐渐废弃已一千余年，遗存的破坏主要体现在自然的破坏、恶劣的自然环境所造成的风雨流沙侵蚀、地震造成的裂隙断裂，以及村民在城墙上挖凿窑洞、取土，在城内开垦农田、放养牲畜，还有游人及当地居民随意攀登、踩踏城墙等方面。
在统万城遗址东城，钻探发现一组东西宽96米、南北48米的大型夯土建筑基址，从位置看，应是东城的主体建筑之一，如今只剩下夯土建筑基址。在其南78米还有一组宽55米、长25米的建筑，这两组应是前后院落关系。
据了解，部分建筑基址已发掘完毕，中心夯土台面积755平方米，东南部夯土厚度达两米。南面有两个斜坡漫道，北面和东西两面各有一斜坡漫道。南北中心夯土台外有“U”形夯土带，与中心夯土台相隔2.2米-2.6米，中间形成凹槽，凹槽内发现近40个柱洞“虎落”。
邢福来说，该建筑甚至是整个统万城的东城，修建的年代应介于晚唐至五代之间，“这里可能是西夏建立者李元昊的祖先拓跋思恭及其继任者曾经活动过的地方。”
2015年10月陕西省考古人员在榆林靖边统万城遗址发掘出土两处大型的夯土台遗迹，依据形制和位置判断，两处遗迹很可能是1600年前，匈奴人赫连勃勃建立的大夏国都城的祭祀场所。
