Situata nell'angolo nord-orientale della città fortificata, la Rocca venne progettata dall'architetto Matteo Nuti per volere di Sigismondo I Malatesta.

I lavori ebbero inizio presumibilmente nel 1438.

All'interno del complesso, a pianta quadrangolare con muri a scarpa protetti da un fossato, vi erano ulteriori strutture difensive: la Rocchetta e il Mastio, minati e distrutti nel 1944. Gallerie e passaggi segreti nel sottosuolo mettevano in comunicazione la rocca con l'esterno.

Entrando si possono vedere oggi un vasto cortile a prato, le celle e la cappellina nel basso fabbricato orientale e un ambiente oggi adibito a sala espositiva a cui si accede tramite la caratteristica rampa a mattoni.

Sorta sui resti di opere di difesa romane e medioevali e risalente all'intervento edificatorio iniziato per ordine di Sigismondo Malatesta in concomitanza con il sopralluogo di Filippo Brunelleschi alle fortificazioni dello stato malatestiano: sopralluogo effettuato tra l'agosto e l'ottobre del 1438.

I documenti noti testimoniano comunque che ad occuparsi dei lavori fu l'architetto Matteo Nuti con il fratello Giovanni e con Cristoforo Foschi e che detti lavori si conclusero nel 1452 con l'erezione del ricordato Mastio. La costruzione subì poi, in relazione al mutare delle esigenze difensive, adattamenti e modificazioni, mantenendo peraltro nel suo complesso la fisionomia originaria di ampio quadrilatero fortificato, delimitato da cortine scarpate e robusti torrioni angolari. Un doppio ponte levatoio munito di rivellino permetteva di superare il fossato e di accedere al vasto cortile, delimitato dai muri di sostegno dei camminamenti e dal basso fabbricato che sul lato orientale ospitava le celle e la piccola cappella. Più tardi venne sopraelevato e coperto a tetto, attualmente utilizzato per mostre ed esposizioni varie.

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