Το τείχος, γνωστό και ως Πελασγικό (ή Πελαργικό), είναι μέχρι σήμερα ορατό κοντά στα Προπύλαια, ενώ πολλά σημεία του διατηρούνται θαμμένα σε όλον τον βράχο. Αποτελούσε το κύριο μέσο άμυνας μέχρι και το τέλος των Αρχαϊκών χρόνων. Είχε τρεις εισόδους. Τη βόρεια, τη νότια και τη δυτική. Η τελευταία, όπου βρίσκονται σήμερα τα Προπύλαια, προφυλασσόταν από ένα άλλο τείχος που διέθετε εννέα πύλες, το επονομαζόμενο «εννεάπυλον», το οποίο, όπως αναφέρει ο Θουκυδίδης, υπήρχε μέχρι την είσοδο των Περσών στην Αθήνα το 480 π.Χ.
Ελάχιστα ίχνη έχουν μείνει από το μυκηναϊκό ανάκτορο που υπήρχε στην κορυφή της Ακρόπολης. Είναι γνωστό ότι βρισκόταν στην περιοχή του κατά πολύ μεταγενέστερου Ερεχθείου. Το ανάκτορο καταστράφηκε πιθανότατα από φυσικά αίτια (πυρκαγιά ή σεισμό) τον 10ο αι. π.Χ., αφού σύμφωνα με την παράδοση οι Δωριείς εισβολείς δεν κατάφεραν να καταλάβουν την Αθήνα (εκεί βασίζεται και ο ισχυρισμός των Αθηναίων, ως Ίωνες, ότι ήταν αυτόχθονες). Τα λείψανα που βρήκαν οι Αθηναίοι της αρχαϊκής εποχής στον χώρο που υπήρχε το ανάκτορο, ήταν πιθανότατα πλούσια, και σε συνδυασμό με τους τάφους που επιβεβαιώθηκαν και ανασκαφικά, δημιουργήθηκε ο μύθος για τον πρώτο βασιλιά της πόλης, τον Κέκροπα, που έκτοτε λατρευόταν μαζί με άλλες θεότητες εκεί, μετατρέποντάς το στο ιερότερο σημείο της Αθήνας.
Μετά την κατάρρευση του Μυκηναϊκού πολιτισμού και γενικότερα την κατάρρευση των πολιτισμών της Εποχής του Χαλκού στην ανατολική Μεσόγειο (1200-1150 π.Χ.), η Αθήνα αν και δεν φαίνεται να καταστράφηκε, ωστόσο έπεσε σε παρακμή. Αρκετοί κάτοικοι των λοιπών –κατεστραμμένων- μυκηναϊκών κέντρων εγκαταστάθηκαν στην Αθήνα. Ελάχιστα είναι γνωστά για τους «σκοτεινούς χρόνους» που ακολούθησαν. Από τον 9ο αιώνα π.Χ. πάντως, η Αθήνα φαίνεται πως αρχίζει να ανακάμπτει και αναπτύσσει εμπόριο.