秦始皇三十三年（前214），秦国统一了岭南，设置南海、象、桂林3郡，原来统帅秦军进攻岭南的大将任嚣就任南海尉，他在南海郡治番禺筑城，世称任嚣城。这城规模较小，其位置在今中山四路北面旧仓巷以西一带的高地，约是今文德路、北京路向北延伸线一带。宋代诗人方信儒有诗《任嚣城》道：
五星自是汉家符，忍见任嚣亦太愚。
今日朝台犹百尺，荒城不记旧规模。
继任嚣当南海尉不久后建立南越国的赵佗，执政后把任嚣城扩大为周长十里的大城，俗称“越城”或“赵佗城”。其实赵佗城与任嚣城原名均应是番禺城。赵佗城的位置，据考古专家麦英豪老先生1993年发表的《广州城始建年代考》说：“其东至今中山三路芳草街一带，西至广仁路至教育路一带，南至西湖路，北至越华路。”此说乃综合众多古籍及考古研究成果而作的定论，这个位置即今越秀区中心地段。
南越国存在93年。汉武帝元鼎六年（前111）灭南越国，汉军火焚南越王宫苑，番禺城遂破败。到东汉末期，岭南已属吴国。建安十五年（210），交州刺史步骘到番禺视察，认为番禺农业、商业发达，地势更利于发展，于是在建安二十二年（217）把交州郡治迁到番禺。从此，番禺恢复岭南政治中心的地位。步骘把番禺旧城重修，并向北扩大了范围。但是，古书没有记载步骘修的城的范围，此城一直至唐代也未见修城的记录。吴黄武五年（226），交州分为交州与广州，广州之名由此开始，番禺也成了广州的郡治。至唐代时，《唐大和上东征传》记广州“州城三重”，但此书及其他古书均没有说清哪三重城。据当代广州地理名家徐俊鸣等著的《广州史话》（1984年上海人民出版社出版）中说：唐代三城一为以今北京路为中心的主城，另一为甘溪故道（按：今仓边路）以东的南越城东部残垒，第三座城可能是“蕃坊”（因《天下郡国利病书》谓胡人“筑石联城以长子孙”）。蕃坊范围在今光塔路怀圣寺一带。这三城均未超出今越秀区范围。
唐代天祐末年（907），岭南的最高权力者清海军节度使刘隐（南汉开国皇帝刘岩之兄），下令凿平番山、禺山扩城，拓展了城区商业中心。
这一年后梁取代了唐朝，中国进入史家说的五代十国时期。后梁贞明三年（917）八月，早已接替其兄任清海军节度使的刘岩割据岭南，建立大越国，次年十一月改国号为汉。史家为与唐朝前的汉朝区别，称刘岩的汉朝为南汉，同时期的中原“五代”之一的汉朝为后汉，“十国”中另一汉朝为北汉。
为让一般读者搞清“五代十国”的名号，这里多说两句。五代十国时期中原地区的“五代”，掌权者自号先后是梁、唐、晋、汉、周，史家为与以前的同名朝代区别，称之为后梁、后唐、后晋、后汉、后周；“十国”是：吴、南唐、闽、前蜀、后蜀、南汉、北汉、吴越、楚、南平（荆南）。十国中的楚、南平、闽、吴越是中原“五代”的附庸，其余六国被视为非中原系统。这六国中以南汉疆域最大、最富强，但因被中原人视为非正统，很长时期被打入“另册”，“正统”史书鲜有记载其国情，有记者也常出错。比如总说刘?创建南汉，其实应记刘岩创建。刘岩改名刘?是其死前一年才改的。这个故事留待下文再说。
刘岩称帝后，把广州改名兴王府，为南汉国首府，并作了规模空前的都城建设，为古广州城建史上写下重要的一页。南汉时一些地名还流传至当代，如百花林（在增城）、流花桥、龙导尾（龙尾道）等。当时广州城分内城与郭城。内城包括宫城与皇城。宫城位于今中山四路以北的“南越国宫署遗址”文物保护区一带，乃皇族居住区及皇帝处理政事的地方，建有昭阳殿、乾和殿、文德殿、万政殿等宫殿，豪华壮观。宫城之南是皇城，大约在今中山路以南、西湖路以北的北京路为中轴线，高级官衙设于此。
皇城以南是郭城，范围大约是今西湖路以南、文明路至大南路以北的北京路为中轴线，商铺布列于左右（称“左街”、“右街”），乃商业繁华区，其南门称为鱼藻门，濒临珠江。今大南路一线当时是珠江河岸。
南汉兴王府的西城延续着唐代蕃坊商业区的热闹。西城内外有皇家园林（如南宫、芳华苑、玉液池等）及私家园林。东城即赵佗城东部一带，乃官僚贵族的居住区。东城之北也有园林胜地，如甘泉苑等。
南汉虽然商业、外贸均繁荣，但皇帝残暴不堪，遂致只有55年国祚。
宋朝于开宝四年（971）灭南汉后，兴王府复名广州，朝廷顺应民意，废除苛政，实施一系列促进生产力发展的政策，故使广州城更勃发生机。在广州的城建史上，宋代是一个辉煌时期，表现在建三城及雁翅城（均在今越秀区范围内）、浚城壕、发展附近市镇等方面。不过，也有一个故事，影响到皇帝下决心拨巨款修建扩大广州城的。
北宋庆历五年（1045），朝廷批准广州修筑高级官衙所在地的子城（也称中城），广州知州魏瓘领导实施这个工程。子城范围大约包括今吉祥路至仓边路（东西向）、中山路至越华路（南北向）一带。由于魏瓘的重视，子城修筑得十分坚固。过了几年，皇祐元年（1049），侬智高率众造反，从广西广源州打到广州，围攻广州57日！子城之外的城池由于残破，被造反的军队攻入，把商业区洗劫一空，商民被杀掠之余，四散而逃。但子城因为坚固，却未被军队攻入，城内高官不禁大赞城墙拱卫广州的有效性。因此，造反军队被镇压之后，朝廷给筑子城有功的魏瓘加官晋爵。同时，朝廷决定陆续大修广州城。
熙宁元年（1068），朝廷拨巨资修广州东城，由广州知州吕居简及王靖等人主持修筑。东城位置由子城之东至今德政路稍西的范围。
熙宁四年（1071），建筑子城以西的西城的重任落在广州知州程师孟的肩上。这块地区原是唐代蕃坊一带，传说曾垒石筑简单“城墙”。因此地原是浅海，地基皆是淤泥，要筑高高的城墙甚为不易。早有修城经验的程师孟深感保证质量的重要，特请转运使向宗道、转运判官卢大年及提点刑狱陈倩、周之纯等设计绘画城墙图纸后，上奏朝廷，并请调派筑城经验丰富的专家来主持工程。宋神宗接到奏章后，下圣旨令左藏库副使张节爱带着岭南欠缺的先进技术和建筑材料到广州，指挥修筑西城。西城比子城、东城的总和还大，环13里，工程进行了十个月，终于落成。范围约包括今吉祥路以西、东至人民路、北至百灵路、南至大德路一带。西城街道成方格状，商贸功能更明显；并把原在城外的南濠包容在城中，还建起共乐楼，可俯瞰广州城中商贸繁盛之景。
以后，由于商业发展，居民日多，加上珠江河岸南移，故广州又有扩城之举。嘉定三年（1210），广州知州陈岘新筑东西雁翅城，即从东、西两城的南城墙向江边延伸，以保护南临珠江的新城区。并在东翅建“番禺都会亭”，西翅建“南海胜观亭”。
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