Thành Điện Hải, trước là đài Điện Hải, được xây dựng vào năm 1813 (năm Gia Long thứ 12), ở bên tả ngạn, gần cửa sông Hàn, là nơi kiểm soát tàu thuyền ra vào, đồng thời là một trong các vị trí phòng thủ quan trọng của Đà Nẵng. Đến năm 1823 (năm Minh Mạng thứ 4), đài Điện Hải được dời vào trong (di tích thành Điện Hải hiện tại). Năm 1834 (năm Minh Mạng thứ 15) đài được đổi tên là thành Điện Hải. Năm 1847 (Thiệu Trị thứ 7), thành Điện Hải được mở rộng có chu vi 556m, thành cao hơn 5m, chung quanh là hào sâu 3m.
Thành Điện Hải hình vuông có 4 góc lồi, trang bị được 30 súng đại bác cỡ lớn. Thành có 2 cửa gồm cửa hướng về phía Đông (nhìn xuống sông Hàn) và một cửa hướng về phía Nam là cửa chính. Trong thành có hành cung, kỳ đài, nơi trữ lương thực, kho vũ khí. Theo các nhà nghiên cứu, thành Điện Hải là dấu ấn ghi nhớ truyền thống đấu tranh chống Pháp của nhân dân Đà Nẵng và nhân dân cả nước. Đây cũng là đồn lũy quan trọng góp phần đánh bại cuộc tấn công của thực dân Pháp vào Đà Nẵng những năm 1858-1860.
Theo thời gian, Thành Điện Hải bị xâm phạm, tường thành phía Tây, Đông và các góc tương đối còn nguyên vẹn nhưng cửa thành phía Nam bị mất, phía Bắc đã hư hại. Ngày 16/11/1988, thành Điện Hải được Bộ Văn hóa - Thông tin xếp hạng là di tích lịch sử quốc gia, được gắn bia di tích ngày 25/8/1998.
Năm 2017, Đà Nẵng quyết định đầu tư 98 tỷ đồng để thực hiện giai đoạn 1 (2017-2019) dự án “Tu bổ, phục hồi và tôn tạo di tích thành Điện Hải” nhằm trả lại nguyên vẹn diện tích cho khu di tích này. Cụ thể hoàn thành di dời 80 hộ dân và 3 cơ quan Nhà nước ra khỏi di tích, khôi phục toàn bộ hệ thống tường cao hào sâu, làm công viên cây xanh phía Bắc và phía Tây.
Năm 2022, Đà Nẵng phê duyệt Dự án tu bổ di tích cấp quốc gia đặc biệt thành Điện Hải giai đoạn 2 (2019-2024) với kinh phí 84 tỷ đồng được đầu tư với mục tiêu bảo tồn tối đa thành phần, dấu vết cấu thành di tích gốc, tái tạo một phần không gian cảnh quan và thành phần kiến trúc gốc trong khu vực thành nội. Bổ sung một số thành phần kiến trúc mới nhằm làm rõ hơn giá trị gốc của di tích, tôn vinh và phát huy giá trị của di tích trong cuộc sống đương đại. Trong giai đoạn 2, Đà Nẵng sẽ thực hiện các hạng mục bên trong khuôn viên 26.519 m² của thành Điện Hải gồm: Di dời Bảo tàng Đà Nẵng hiện hữu sang cơ sở 42 Bạch Đằng; Phục dựng Kỳ đài, nhà để súng thần công, cổng thành phía Đông; Tôn tạo tượng danh tướng Nguyễn Tri Phương; Xây dựng cầu cổng phía Tây, miếu thờ nghĩa sĩ, nhà trưng bày và các hạng mục khác. Đến thời điểm này, cổng thành chính-cổng phía Tây đã hoàn thành phục dựng.
Hệ thống tường thành, hào của thành Điện Hải được tôn tạo, phục dựng gần như nguyên trạng dựa trên cơ sở dữ liệu thành cổ.
Tượng danh tướng Nguyễn Tri Phương được tôn tạo. Ông là người đã chỉ huy quân đội triều đình và nhân dân Đà Nẵng chiến đấu ngăn quân Pháp không cho tiến sâu vào đất liền. Cuộc chiến đấu đã làm phá sản chiến lược đánh nhanh, thắng nhanh của quân địch, buộc chúng phải rút quân khỏi Đà Nẵng ngày 23/3/1860 sau một năm rưỡi bị sa lầy và chịu nhiều tổn thất.
Quang cảnh thành Điện Hải khi bị quân Pháp đánh chiếm. Hình ảnh này đang được lưu giữ tại Bảo tàng Đà Nẵng sẽ góp thêm thông tin, tư liệu cho quá trình phục dựng các công trình cổ. Và sau giai đoạn 1 trùng tu, đến nay di tích quốc gia đặc biệt thành Điện Hải đã dần phục dựng sát với nguyên trạng.