南北走向，是关城的两翼，通常称作关城的明墙暗壁，是嘉靖十八年到十九年（1539——1540年）所筑。这段长城，据乾隆《重修肃州新志》所记：“南至讨赖河，北尽头石关儿，共长三十里。”西长城实测总长14,759米。
关的左翼一段长城，叫做明墙。在关城南侧，紧靠讨赖河北岸80米悬崖之上的边缘有一墩台，叫做讨赖河墩，这里开始，长城象一条卧龙，伏于戈壁之上，向北横穿甘新铁路和兰新公路，直爬到嘉峪塬上，与关之外城相接。这一道黄土夯筑的长城保护较好，除公路、铁路穿行的地方有残断外，基本完整。明墙总长6,559米，其中断缺265米，占全长的百分之四强。长城残高3.5到4米不等，有些地方显山宇墙的痕迹，已看不清。底厚4米，上宽2.5米；有的段落底厚3.5米，上宽2米，均为黄土夯筑，夯土层13厘米到19.5厘米不等。
夯土层之间用杨松木桩和芨芨草以十余厘米的距离排列夯打在其中，至今还能清晰地看出，也取出了部分标本。这一段共有长城墩三座，比较完整。基本上是四五里左右设一墩台，整整齐齐地排列在长城线上，从南向北，城南墙到第一墩总长2065米，墙高4米，基宽4米，上宽2.5米。第一墩到第二墩总长2033米。第一墩墩高16米，长14米，宽15米，长城高3.5米，基宽4米，上宽2.85米。第二墩到第三墩之间总长2096米。墙城底宽3.5米，上宽2米，底宽4米。第二墩高16米，宽15米，长15米。夯土层10——15厘米，为黄土夹石夯筑。巍峨挺拔，不减当年。
从关城向北的一段长城叫暗壁。长城从关城东北角上的“闸门墩”起，沿黑山内侧向北伸展，与黑山一带的九沟十八坡口成平行线，经过嘉峪关公社嘉峪关大队第二、第四、第五生产队，穿过戈壁，在嘉峪关公社黄草营一队附近直插黑山山腰，挡住了西面的大小山口。为了防止敌人从黑石峡口进入长城之内，又在黑石峡口修了一道东西走向的断壁，长约750米，高3米多，宽4米，从西面山坡上向下直插暗壁城墙，封锁了山间通路，这段暗壁共长8200米，其中断缺1610米，占总长的将近百分之二十，这断缺处都是经过农田的部分。因是就地取材，故有三种夯筑方法。连接长城的一段约5700米墙为黄土夯筑，墙高4.6米。上有女墙遗迹，高约0.9米。墙身共高5.5米，有很短的最低也高2——3米。城墙上宽2.5米，底宽3.9米；女墙遗迹底宽77厘米，上宽35厘米。夯土层15——20厘米。接着是约1,000米黄土夹沙夯筑的一段，己严重残缺，残高约2——2.5米，底宽约2米，上宽不足1米。再往北是1500米片石夹土墙，为就地取来片石和黄土分层夯筑而成，土层厚10——12厘米，片石层厚10——15厘米，坚固美观，很有特色。有趣的是，当长城爬上山腰时，有约500米多的城墙，只有1米高，42厘米厚，与山峦起伏的马鬃山脉连在一起，小巧玲珑，十分别致。
明墙与暗壁，犹如给关城增添了两支铁翅，使关防更加严密。为了使这一段城墙更加牢固，和长城平行，在长城外39——60厘米处，挖有一道沟（亦称外壕），虽经数百年风吹沙填，但在山头仍可看到沟的遗迹。壕沟从关南的北大河沿向北伸展，遇山爬山，遇戈壁穿戈壁，一直到关北的黑山上，长达6,000米。沟上宽9.8米，下宽3.5米，深2.1米。这条壕沟，当年起了保护西长城的作用。
从讨赖河北岸到黑山山腰这一段防线，修筑很快，质量很好，经过四百余年仍然很结实。1975年，在长城内发现一块石刻记工牌，长19厘米，宽11.5厘米，厚2厘米，两面刻字，正面上面刻着“加（嘉）靖十九年七月初一日起初十日止第一工”一行小字，中间刻着“第一工起”四个大字；背面上方刻着“蔡止梅起”，下面刻有六行小字：“一工李清队起，二工梅喜队，三工王元队，四工侯勋队，五工位宗队，六工张昙队止。”当时夯打城墙是分段包打，此碑刻埋于城墙之内，作为检查城墙夯筑质量的依据。据历史文献记载，这条长城起筑于明嘉靖十八年（1539年），完成于第二年，最迟不过嘉靖二十年（1541年）。这条防线，伸展于关城左右，形似铁臂，挡阻西来之敌，保证关城的安全。
