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在讲述与社会复杂化相伴生的城池时代之前，我们先回顾一下上一阶段环壕时代中城墙的萌芽。
在东亚大陆，新石器时代圈围聚落的主流是环壕聚落。壕沟系下挖而成，工作量较垒砌城墙要小，较易完成，所以最初的圈围设施多为壕沟。壕沟内外侧间或发现有堆垒而成的土围或土垄。这种土垄也常见于日本弥生时代的环壕聚落遗址中，日文称为“土塁”。一般为挖壕时对排出土做就近处理所致，与后来具有特定功能的围墙不同，但二者应有渊源关系。下挖成壕与上堆为墙，两者并用即可增加高差，先民应该很早就认识到了这一点。在属于环壕时代的湖南澧阳平原上的澧县八十垱遗址彭头山文化遗存中，就出现了用挖壕时的排出土堆积成土垄（土围）的做法，约当公元前 6000 年前后，可以看作东亚大陆城墙的最早前身。
湖南澧县八十垱遗址土围和壕沟剖面（湖南省所 2006）
有些环壕聚落，也许在最初本来有城墙，但遭晚期破坏，城墙已不存在，因而被认定为环壕聚落的情况也应该是有的。此外，作为城墙前身、挖壕时排出土堆垒而成的土垄，其出现时间与环壕的出现几乎同时，都可见环壕聚落与垣壕聚落之间并没有本质的差异。这充分显现了城垣与壕沟的孪生关系。有学者把城墙加环壕这种聚落模式，称为“环壕土城聚落”，似不确切。鉴于环壕聚落也属于城邑，而以往被称为“城”的围垣城邑绝大多数伴有围壕，所以我们称之为“垣壕聚落”或“垣壕城邑”。
地处澧阳平原的湖南澧县城头山遗址，提供了一个从环壕到垣壕聚落的典型例证。这个遗址各时期文化堆积丰富，最早的文化遗存是相当于仰韶时代前期的汤家岗文化（约公元前 5000—前 4300 年）和大溪文化（约公元前4300—前 3500 年）。（湖南省所 2007）
湖南澧县城头山遗址
城头山遗址聚落布局演变示意（郭伟民 2010）
汤家岗文化时期，这里先开挖了环壕，环壕内是居住和生活区，壕内面积约 2 万平方米。在东部壕沟以外，发现了这一时期的水稻田。其后，大溪文化一期开始在汤家岗文化时期环壕的基础上营建城墙和外壕，城圈以内的面积在 5 万~6 万平方米。城内分布有祭坛、祭祀坑、墓地和居住区，居住区内可能已存在排房。
大溪文化时期是城头山聚落的空前繁荣时期。此时的城墙进一步扩建；外壕已经与古河道连为一体，城南墙上的通道一带被整修为水陆码头。后来文化遗存的分布范围较此前扩大了许多，城垣的扩建可能与城头山聚落人口的增加有关。推测建城以后，稻田区已转移到城外，城内则成了居民日常生活和其他生产活动区域。
从彭头山文化到汤家岗文化，澧阳平原在经历了近两千年的环壕聚落及其伴生品——土围（土垄）的建造实践后，终于在大溪文化时期，诞生了东亚大陆最早的垣壕结构的城邑。
据研究，著名的西安半坡遗址，最初在居住区的范围内建造有内外两重环壕。原来所谓居住区周围的大围沟就是外壕所在。而在半坡聚落的后期，沿北部原来外壕的外侧口沿，还发现有一条硬土带，现存长度 20 余米，很有可能是夯土堆筑的早期城墙建筑的残迹。（张学海 1999，钱耀鹏 2000）这还有待进一步的发现去验证。
早期的围栅、环壕和城垣等圈围设施尚不具有多少权力（神权或王权）的象征意义，大多是出于区隔或守卫上的需要而构筑的圈围设施。它的有无取决于当时的亲缘组织关系与认同，政治、军事形势，战争的规模与性质乃至地理条件等多种因素。