Το μεσαιωνικό κάστρο της Λευκάδας είναι γνωστό στην ιστορία σαν «Φρούριο της Αγίας Μαύρας». Βρίσκεται στο βόρειο μέρος του νησιού και είναι κτισμένο πάνω σε μια μικρή νησίδα στην άκρη της λιμνοθάλασσας.
Κτίστηκε στην τοποθεσία «Γύρα» περί τα τέλη του 13ου αιώνα από τον τότε «αυθέντη» της Λευκάδας Ιωάννης Ορσίνι, ο οποίος όταν παντρεύτηκε την Μαρία κόρη του Δεσπότη της Ηπείρου Νικηφόρου Κομνηνού, η Λευκάδα, που αποτελούσε τμήμα του Δεσποτάτου του, του δόθηκε ως προίκα.
Το Φρούριο κτίστηκε για να προφυλάσσει το νησί από τις πειρατικές επιδρομές.
Θεωρείται αντιπροσωπευτικό δείγμα της οχυρωματικής τέχνης της εποχής του και είναι από τα επιβλητικότερα του είδους του.
Μέσα στο Φρούριο έμεναν οι αρχές του νησιού και πολλοί κάτοικοι που μετοίκησαν εκεί από την πρωτεύουσα.
Ονομάζεται από το 1331 «Φρούριο της Αγίας Μαύρας». Πήρε το όνομά του από το όνομα της πόλης «Αγία Μαύρα», που ήταν κτισμένη στην περιοχή του Φρουρίου και που την ονόμασαν έτσι Ανδηγανοί ιππότες, όταν κατέλαβαν το νησί, σε ανάμνηση ομώνυμης Γαλλικής πόλης.
Στα χρόνια της Τουρκοκρατίας 1479-1684 οι κατακτητές κατασκεύασαν μεγάλο υδραγωγείο από το οποίο υδροδοτήθηκε και το Φρούριο με τις συνοικίες του. Το νερό προερχόταν από τις πηγές της μεγάλης Βρύσης. Ο αγωγός του νερού, που κατευθυνόταν προς το κάστρο, στο διάστημα που κάλυπτε η λιμνοθάλασσα στηριζόταν σε 360 καμάρες (τόξα). Παράλληλα κατασκευάστηκε και δρόμος από την πόλη της Αγίας Μαύρας μέχρι το Φρούριο, ο οποίος ονομάστηκε «Γέφυρα» λόγω των πολλών τόξων.
Το έργο αυτό θεωρήθηκε σημαντικό.
Για την ίδια περίοδο της Τουρκοκρατίας πηγές αναφέρουν ότι υπήρξε ιδιαίτερη φροντίδα για τον εξοπλισμό και τον εξωραϊσμό του κάστρου. Κατασκευάζονται τζαμιά, σχολεία, βρύσες, σπίτια, δρόμοι.
Όταν στα 1681 οι Βενετοί καταλαμβάνουν το φρούριο τα δύο μουσουλμανικά τεμένη που υπήρχαν μέσα μετατρέπονται σε χριστιανικούς ναούς. Ο ένας ο ορθόδοξος αφιερώνεται στην Αγία Μαύρα - όπως και πριν καταλάβουν το φρούριο οι Τούρκοι - και ο λατινικός στον Παντοκράτορα.
Οι Βενετοί επισκεύασαν το κάστρο και το οχύρωσαν σύμφωνα με τα νέα δεδομένα της οχυρωματικής τέχνης αποκαθιστώντας τις βλάβες που είχε υποστεί από τις επιδρομές και τους σεισμούς.
Από τους Βενετούς περνάει στη Γαλλική Προστασία και μαζί με αυτή και το κάστρο της, αργότερα στην Ρωσοτουρκική, τελευταία στην Αγγλική και στα 1864 με την Ένωση της Επτανήσου με τη μητέρα Ελλάδα περιέρχεται στα χέρια των Ελλήνων.
Είναι σ’ αυτό το κάστρο που έγινε και η τελετή παράδοσης και παραλαβής της Λευκάδας από τον Άγγλο τοποτηρητή βαρώνο Κάρολο Δέβερτων (D’ Everton) στον Έπαρχο τη νήσου Ευάγγελο Τσαρλαμπά και το μητροπολίτη Λευκάδας Γρηγόριο Αραβανή. Στις επάλξεις του φρουρίου της Αγίας Μαύρας κυμάτισε για πρώτη φορά από την ίδρυση του Νεοελληνικού κράτους, η γαλανόλευκη.
Μέσα στο κάστρο βρίσκεται ο ναός της Αγίας Μαύρας (πολιούχος της πόλης). Η εκκλησία της Αγίας Μαύρας πιθανότατα κτίστηκε από την Ελένη Παλαιολογίνα είτε από την αρχή, είτε μετατρέποντας παλιό καθολικό ναό σε ορθόδοξο.