Esta población gozó de la protección de una muralla medieval, aunque con añadidos posteriores. Este recinto contaba con 3 puertas de acceso; al este, al sur y al oeste. Actualmente se conservan partes de los lienzos de murallas, y dos de estas tres puertas. na escalera metálica de reciente factura.
La solidez, proporción A pesar de este posible abandono, su monumentalidad y calidad constructiva le permitieron llegar al siglo XX con el suficiente vigor

Las murallas de Peñaranda abrazaron casi todo el pueblo. Constaron de dos partes fundamentales: las que descendiendo del castillo encierran la huerta y el palacio de los duques y las que desde aquí iban a parar al ex­tremo Este del caserío ascendiendo de nuevo a la Peña.

Desde su unión al roquedo hasta el ingreso al castillo queda un buen trozo de meseta que debió de tener algún tipo de edificación, aunque hoy día ha desaparecido del mismo modo que ha ocurrido con los lienzos que baja­ban por la falda del cerro.

La cerca de la huerta arranca en un cubo junto al que antiguamente debió abrirse una de las puertas de las mu­rallas del pueblo. Un muro de no mucha altura pero de grandes almenas llega hasta la carretera, en donde tuerce hacia el palacio. En el chaflán se abre una puerta flan­queada por gruesos cubos. El ingreso es un arco de me­dio punto con los símbolos de los Reyes Católicos en las esquinas (el yugo y las flechas).

Junto al palacio hay otra puerta muy parecida, pero más interesante. Entre cubos iguales a los anteriores se abre el paso con formas y pro­porciones típicas del Renacimiento coronado por un frontón con las armas de los condes de Miranda. Es in­dudable que la presente cerca es obra contemporánea del palacio, o sea de la primera mitad del s. XVI.

Con objeto de conseguir suficiente espacio para el pa­lacio y huerta el conde destruyó parte de la antigua mu­ralla que iba, aproximadamente, por el centro de ambos. Los restos de la cerca son escasos. Quedan algunos muy deteriorados detrás de la Colegiata. Su plano se ajustaba al lado interno de la carretera Aranda-Huerta del Rey. Se conserva la puerta que da acceso a la plaza del pala­cio. Es de arco de medio punto fabricada en ladrillo. Sirve de base a viviendas construidas sobre los soporta­les. Al Este también se mantiene en pie el “Arco de las Monjas”, llamado así por dar a un convento. Es muy sencillo: arco de medio punto al exterior y rebajado en el interior. Está construido de canto y coronado de almenas.

Debió de ser la principal junto con la desaparecida del lado opuesto del pueblo, pues controlaban la entrada y salida de la calle central de Peñaranda. No existen datos para fechar la muralla con seguri­dad, pero posiblemente es pocos años anterior a la cons­trucción del palacio de los duques.
CENTRO DE INTERPRETACIÓN DE LOS CASTILLOS
El Centro, ubicado en la Torre del Homenaje, se distribuye en las siguientes plantas:
A la entrada encontramos el mostrador de recepción con información específica sobre Peñaranda de Duero. Mediante un programa informático se facilitan datos sobre la Historia de Peñaranda, servicios y espacios de interés turístico.
En el sótano los visitantes se pueden hacer una idea de los diferentes usos que se le daban a este espacio; mazmorras, almacén o aljibe.
La primera sala, a través de paneles explicativos y de proyecciones audiovisuales, acerca al visitante a los hechos, circunstancias y personajes relacionados con la frontera natural del Duero entre los siglos IX y XII. Un espacio que nos introduce en lo que se ha denominado la ‘Línea defensiva del Duero’.
En la segunda sala se exponen maquetas de algunos de los artilugios utilizados en el ataque como pueden ser el trabuquete o las torres de asalto. También se recrea un asedio y ataque al Castillo de Peñaranda de Duero. Mediante audiovisuales se explican las técnicas utilizadas en los asedios y batallas.
La tercera sala hace referencia a la proyección y construcción de castillos. Se pueden apreciar los materiales empleados, las herramientas y la tecnología que se aplicaba en la época, los procesos de diseño y construcción, los oficios relacionados y la evolución arquitectónica y estilística.
En la cuarta sala el CIC muestra cómo era la vida en un castillo. Una zona está dedicada a la vida militar, aquí se pueden observar y conocer algunos de los elementos propios del equipamiento bélico: armadura, cota de malla, sobreveste, escudo, espada, lanza, maza… En esta sala también se muestra la transición de la Edad Media al Renacimiento en el campo del arte y del conocimiento.
La sala quinta ofrece Exposiciones Temporales y Actividades Paralelas.
La visita culmina en el Mirador, desde la azotea de la Torre del Homenaje se aprecia con claridad la configuración urbanística de Peñaranda en relación a los aspectos sociopolíticos de la época.
Ante el soberbio horizonte también se divisan los castillos de Langa de Duero al Sur y el de Coruña del Conde al Este
De la construcción, el aspecto más interesante es la perfección de sus proporciones, lo cual convierte al castillo de Peñaranda en una de las mejores construcciones históricas de la provincia de Burgos.
El 3 de junio de 1931, el conjunto formado por el castillo, el Palacio de Avellaneda y el pueblo fue declarado Monumento Histórico Artístico, siendo uno de los lugares de mayor interés turístico de Burgos. Posteriormente el castillo fue protegido por el Decreto de 22 de abril de 1949 y la Ley 16/1985 sobre el Patrimonio Histórico Español.