Zamek w Nowogródku został zbudowany w kilku etapach na miejscu wczesnego drewnianego grodu (twierdzy śródmiejskiej), który stał na wzgórzu. Budowa kamiennych wież i murów rozpoczęła się pod koniec XIV wieku z rozkazu wielkiego księcia litewskiego Witolda w celu obrony przed krzyżowcami. Swój ostateczny kształt zamek uzyskał w XVI wieku.
Pod przywództwem wielkiego mistrza Konrada Walenroda krzyżowcy dwukrotnie próbowali zakłócić budowę zamku, w 1391 i 1394 roku. Próby te zakończyły się jednak niepowodzeniem, a pierwszy etap budowy nowogródzkiego zamku, podczas którego wzniesiono trzy wieże bramne: Tarczową, Kasztelową i Małą, został ukończony na początku XV wieku.
Pięciokondygnacyjna wieża bramna Tarczowa miała kształt kwadratu o wymiarach 11,4 x 11,4 metra. Była główną wieżą w systemie obronnym zamku. Jej bramę od strony północnej zamykał podnoszony most o długości około 5 metrów. Czterospadowy dach pokryty był dachówką ceramiczną. Górne kondygnacje Wieży Tarczowej zostały zaadaptowane na pomieszczenia mieszkalne wicekróla wielkoksiążęcego i były ogrzewane glinianymi piecami.
Trzypoziomowa wieża Kastelnaja, w kierunku wschodnim, również miała plan kwadratu o wymiarach 9 x 9 metrów. Nieco dalej od Wieży Kasztelańskiej znajdowała się Mała Wieża, o prostokątnym kształcie i wymiarach 8 x 10 metrów. Drzwi miały 1,6 metra szerokości i 3 metry wysokości. Strop pierwszej kondygnacji Małej Wieży wykonany był w formie gotyckiego sklepienia krzyżowego, na pozostałych kondygnacjach stropy wykonane były z drewnianych belek. Na drugą kondygnację prowadziły zewnętrzne schody, które zostały usunięte, gdy wrogowie zaatakowali nowogródzki zamek. Ze względu na swoją funkcjonalność Mała Wieża była zasadniczo bergfriedem.
Ze względu na zagrożenie najazdami Tatarów krymskich pod koniec XV - na początku XVI wieku, zamek nowogródzki został całkowicie odnowiony i dodatkowo wzmocniony w północno-zachodniej części góry zamkowej najwyższą wieżą, zwaną Dozorną. Miała ona wymiary 14x14 metrów u podstawy i zmieniała się w ośmiokątny kształt na czwartej kondygnacji. W tym samym czasie między tą wieżą a wieżą Posadską zbudowano kamienny mur o wymiarach 7,7x7,7 metra. W rezultacie cały obwód zamku został otoczony murami o wysokości 8 metrów i grubości 2 metrów. W tym samym czasie, na początku XVI wieku, zbudowano Wieżę Meską, która została połączona murami z Wieżami Malaya i Kolodezhnaya. W rezultacie powstał rodzaj twierdzy, która służyła jako obrona wejścia do zamku od strony miasta. Wszystkie wieże, z wyjątkiem wieży strażniczej, wystawały poza zewnętrzną linię murów, co umożliwiało zarówno ostrzał czołowy, jak i flankowy przyległego terytorium.
Jako dodatkową ochronę wokół nowogródzkiego zamku, wraz z kamiennymi murami i basztami, pod koniec XIV - na początku XV wieku wzniesiono wał obronny o wysokości 2,1 metra, a między wałem a podnóżem góry zamkowej znajdował się rów o długości 13-15 metrów. Pod koniec XV - na początku XVI wieku wysokość wału wzrosła do 3,5 metra, a szerokość fosy do 20 metrów.
Po raz pierwszy nowogródzki zamek został poważnie uszkodzony w czasie wojny Rzeczypospolitej Obojga Narodów z Księstwem Moskiewskim w latach 1654-1667 przez wojska moskiewskie pod dowództwem księcia Iwana Chowańskiego. Wówczas zarówno mury, jak i baszty (Kołodieżnaja, Posadskaja, Małaja i Meskaja) zostały poważnie zniszczone. A w 1706 roku, podczas Wielkiej Wojny Północnej, Szwedzi niemal zrównali zamek z ziemią.