Η περιήγηση στις αρχαιότητες της Παλαιάπολης ξεκινά από το εκκλησάκι της Αγία Παρασκευής και καταλήγει στον πλακόστρωτο δρόμο του Αρχαιολογικού Μουσείου και του Ιερού των Μεγάλων Θεών. Η αρχαία πόλη "Σαμοθράκη" ήταν χτισμένη ανατολικά, στους πρόποδες του Αη Γιώργη (1448 μ υψόμετρο). Αυτό που ξεχωρίζει είναι η οχύρωση της πόλης, με το τείχος της να αποτελείται από ογκόλιθους διαφορετικού μεγέθους μεταξύ τους, οι οποίοι έφταναν σε ύψος 5-6 μέτρα και πάχος 2,5-4 μέτρα.
Το λιμάνι της Αρχαίας Πόλης έμενε έξω από την οχύρωση. Όπως αναφέρουν διάφορες πηγές, από εδώ πέρασε ο Απόστολος Παύλος το 49-50 μ.Χ κατα τη διάρκεια του ταξιδιού του από τη Μ. Ασία προς τη Νεάπολη (σημερινή Καβάλα). Σύμφωνα με την παράδοση, ως ανάμνηση του γεγονότος εκείνου, χτίστηκε παλαιοχριστιανική εκκλησία τα ερείπια της οποίας βρίσκονται στο ανατολικό τμήμα του αρχαίου λιμανιού.
Κατά το Μεσαίωνα η Αρχαία Πόλη οχυρώθηκε εκ νέου από τους Gattilusi ώστε να εξασφαλιστεί η άμυνα του νησιού όχι μόνο από τους Τούρκους αλλά κυρίως από τους Βενετούς. Το φρουριακό συγκρότημα περιελάμβανε τάφρο, περίβολο και τρεις πύργους από τους οποίους σώζεται μόνο ο ένας.
Η Αρχαία Πόλη είχε κατοίκους μέχρι τα Βυζαντινά χρόνια, ενώ τα περισσότερα ερείπια είναι θαμμένα κάτω από την πυκνή βλάστηση που καλύπτει το μεγαλύτερο μέρος του νησιού.