现存的正阳门城楼(北)与箭楼(南)之间原来是由弧形城墙联接的。称之为“瓮城”。城内有庙,东为观音,西为关帝。箭楼曾在明、清两朝两度失火被毁,后虽经修复,但1900、1901年八国联军攻入北京后,城楼、箭楼又遭焚毁。直到1903至1906年,正阳门城楼与箭楼才按原制得到修复。1915年,为改善内外城交通,民国政府委托德国人罗斯克·卡尔设计,改建正阳门箭楼。添建了水泥护栏和箭窗的弧形遮檐;月墙断面增加了西洋图案花饰。同时,瓮城也先期于1914年开始拆除。
正阳门城楼通高40.36米,通宽41米,进深21米。面阔七间,歇山顶灰筒瓦绿琉璃瓦剪边、朱红梁柱上饰金花彩云,为三重檐垂楼阁建筑。
箭楼通高38米,通宽62米,进深32米。西阔七间,东、南、西三面各辟四层箭窗共94孔,后出抱厦五间、设三门,歇山顶灰筒瓦绿琉璃瓦剪边、为重檐堡垒式建筑,城台设券门,与城门相对。