古城平面呈长方形,面积约20万平方米。城墙由土夯筑而成,残高约1.5米。四面正中各有一城门,宽约18米,无瓮城,城墙外护城壕不明显。东门内砖铺路长200余米,宽6米。四角有角楼址,残高2.5米。
城内建筑布局,从南门到北门呈一条中轴线,主要建筑均贯穿在这条中轴线上。最大建筑在中央,略呈长方形,南北长约32米,东西宽约40米,高约3米,其前方有长约10米、宽约20米的台阶。中间的建筑址正对中央的最大建筑,与其同在中轴线上,其间有青砖铺砌的甬道,中央建筑至东门之间有一条甬道。
城内遗物主要为砖瓦等。砖为青灰色,个别带有绳纹,长34~35厘米,宽17厘米,厚4.5~5.5厘米。瓦的种类较多,背面均带布纹,大多为青灰色的板瓦和筒瓦,琉璃瓦的胎均为红色,釉色分黄、绿两种,有瓦滴、瓦当、脊饰、筒瓦及饰半釉的板瓦等,图案以龙纹的最具特色。
据多次调查,巴彦乌拉古城即蒙古汗国时期的所谓“斡赤斤大帐”所在地,也就是成吉思汗的幼弟斡赤斤的故城。
2006年5月,巴彦乌拉城址被国务院公布为第六批全国重点文物保护单位。巴彦乌拉城址为全国重点文物保护单位。