Thành Nà Lữ do Cao Biền đắp bằng đất vào năm 864 đời Đường, niên hiệu Hàm Phong thứ 7, thuộc thời kỳ Bắc thuộc lần thứ ba. Năm 1039 thời hậu Lý - Lý Thái Tông - niên hiệu Thông Thụy thứ 6, thành là thủ phủ của quốc gia “tự trị” Trường Sinh với người đứng đầu là Nùng Tồn Phúc. Năm 1527 Mạc Đăng Dung phế truất triều Lê, lập nên vương triều Mạc. Xung đột Nam triều-Bắc triều (Lê-Mạc) từ đó diễn ra suốt nửa thế kỷ. Năm 1592 nhà Mạc thua trận ở Thăng Long chạy lên Cao Bằng đóng đô ở thành Nà Lữ, trải được ba đời: Mạc Kính Cung (1594-1625); Mạc Kính Khoan (1625-1638); và Mạc Kính Vũ (1638-1677). Ngoài việc cho đóng gạch xây thành, đắp lũy còn tổ chức các kỳ thi, các nghi lễ cung đình, lập các đội quản nhạc...
Thành Nà Lữ hình tứ giác, gồm 4 đường thành và 4 cổng ở các phía đông bắc, tây bắc, đông nam và tây nam. Cổng đông nam tương truyền được xây bằng gạch hình vòm, có hoa văn trang trí đẹp, cánh cổng làm bằng gốc nghiến kiên cố, chân cổng được xây bằng đá tảng to và phẳng, hiện nay dấu tích móng cổng và đá tảng xây chân cổng vẫn còn rõ. Trong thành có bốn gò đất đắp nổi ứng với bốn linh vật Long, Ly, Quy, Phượng.
Tháng 8 năm 1677 Mạc Kính Vũ bị nhà Lê (Lê Huy Tông) đánh bại phải rút chạy khỏi thành Nà Lữ. Năm 1682 quan trấn thủ Cao Bằng là Lê Văn Hải đã tâu xin vua Lê tu sửa thành và đổi cung điện thành đền thờ vua Lê Thái Tổ.
Trong thời kỳ kháng chiến chống Pháp thành Nà Lữ là địa điểm hoạt động bí mật của Đảng Cộng sản Việt Nam.
Thành Nà Lữ, đền Vua Lê được xếp hạng di tích cấp quốc gia (số 837/QĐ- BVHTTDL ngày 03/3/2009 và số 1568/QĐBT ngày 20/4/1995).