Unter Kaiser Valentinian (364 bis 375 n. Chr.) wurden die Bauarbeiten an der römischen Befestigung abgeschlossen. Die 910 Meter lange spätrömische Kastellmauer war 3 Meter mächtig und umgab eine Fläche von 5,6 Hektar.
Da man das damals vermutlich sumpfige Gelände des späteren mittelalterlichen Marktplatzes nicht in dieses Kastell mit einbezog, entstand ein fast trapezförmiger Grundriss der Befestigungsanlage. Man geht davon aus, dass nur der Kern der mittelkaiserzeitlichen Siedlung befestigt wurde.

Das spätrömische Kastell besaß vier Tore, von denen sich zwei jeweils gegenüber lagen. Ein Tor befand sich am Ende der unteren Kirchgasse, das gegenüberliegende Tor an der Wick – zwischen Kirchgasse und Schafbachstraße. Ost- und Westtore des Kastells standen an der heutigen Hochstraße; das Osttor lag zwischen Einmündung Eisengasse und Einmündung Steinweg in die Hochstraße.
Auf den Landseiten war das spätrömische Kastell mit 16 Rundtürmen bestückt. Auf der Rheinseite waren Türme unnötig, da von dort keine unmittelbare Gefahr ausging.
Von der Innenbebauung ist vom römischen Andernach nur wenig bekannt. Die Rheinuferstraße führte durch das Kastell hindurch. Der Kreuzungspunkt mit der von Westen über Mayen führenden Fernstraße lag im Inneren der Stadt. Vermutlich ist die Stadtbefestigung kurz nach dem Fall des Limes wieder verstärkt worden. Als Folge des Vandaleneinbruchs im Jahr 406 n. Chr. wurden die verschont gebliebenen Grenztruppen von ihren Garnisonsorten abgezogen.

Andernach gilt seitdem als typisches Beispiel für die Besiedlungskontinuität aus römischer Zeit bis zum frühen Mittelalter.

(Simon Künzel, Universität Koblenz-Landau, 2014)