После победы революции на территории кремля формировались отряды Красной гвардии и размещался Военно-революционный комитет. Руководимая большевиками Красная гвардия защищала кремль во время контрреволюционного мятежа в январе 1918 года. Кремль подвергся сильному артиллерийскому обстрелу, причинившему его сооружениям значительные разрушения. 25 января (7 февраля по новому стилю) 1918 года началось наступление красных отрядов, закончившееся разгромом контрреволюции и установлением советской власти в Астрахани и Астраханской губернии.
В 1919 году в кремле под руководством С. М. Кирова происходила реорганизация частей XI армии для защиты устья Волги и разгрома белогвардейских войск и иностранных интервентов.
Каменные стены и башни Астраханского кремля построены в 1582–1589 годах на месте деревянно-земляных укреплений 60-х годов XVI века. Они были сооружены с применением достижений военной техники своего времени как самые мощные военно-инженерные укрепления. Кремль строился под руководством присланных из Москвы мастеров Михаила Вельяминова и Дея Губастого.
В плане кремль имеет конфигурацию прямоугольного треугольника, вытянутого вершиной в юго-западном направлении, на углах и по сторонам которого сооружены башни, соединённые между собой крепостными стенами. Более высокие и мощные стены и башни построены на особо важных в стратегическом отношении местах. Кремль занимал островное положение и со всех сторон окружён естественными преградами: с северо-западной стороны — Волгой, с восточной — рекой Кутумом с болотистыми берегами, с южной — глубоким болотом.
Каждая сторона этого треугольника укреплена тремя башнями, из которых каждая угловая принадлежит двум сторонам.
Башни были проездные и глухие. В восточной стене вдоль современной Октябрьской улицы расположены две угловые глухие башни — Артиллерийская (северо-восточная) и одна проездная — Пречистенская башня-колокольня, расположенная почти посредине восточной стены кремля.
Южная стена кремля, идущая вдоль нынешней площади имени Ленина, имеет три глухих башни: две угловые — ранее упомянутая Архиерейская и Крымская (юго-западная) — и находящуюся почти посредине стены Житную башню (южная).
В северо-западной стене, вдоль улицы Желябова, были также две угловые глухие (Крымская и Артиллерийская) и две проездные башни — Красные и Никольские ворота с надвратной церковью.
Проездные башни были более мощными и высокими, с толстыми стенами. Их проезды закрывались массивными деревянными воротами, окованными железными листами.
Все башни разделялись на несколько боевых ярусов. Ярусы соединялись между собой каменными лестницами, которые были устроены в толще их стен. На уровне боевой площадки крепостных стен в башнях устроены сквозные проходы на соседнюю часть стены.
В толстых стенах башен были сделаны глубокие ниши (печуры) с бойницами для размещения пушек. Сверху башни завершались зубцами, на которые были устроены деревянные шатры со сторожевыми вышками. На Пречистенской башне в караульной вышке висел сторожевой колокол.
Крепостные стены Астраханского кремля лишь в общих чертах напоминают существовавшие в то время кремли центральной части Русского государства.
Стены Астраханского кремля имели особую систему организации пушечного и пищального огня. Они были прорезаны большим количеством расположенных в печурах пушечных бойниц среднего и нижнего (подошвенного) боя и бойницами навесного боя для стрельбы из ручного огнестрельного оружия, чего в других кремлях в то время ещё не было.
На территории Астраханского кремля было множество сооружений. Таких, например, как Успенский собор — замечательный памятник древнерусской архитектуры. Собор представляет собой простой кубический объём, увенчанный пятью золочёными главами с крестами, поставленный на небольшие деревянные расписные барабаны; Троицкий собор; Кирилловская часовая и Архиерейский дом, а также множество других сооружений.
Можно сказать, что Астраханский кремль, наряду с Московским и Смоленским кремлями, был одной из сильнейших крепостей средневековой России.
Согласно последним обмерам, проведённым в связи с работами по реставрации Астраханского кремля, общий периметр стен и башен в их современном виде составляет 1544 м. Площадь, заключённая между стенами и башнями, равна 11 га. Протяжённость кремля от Артиллерийской до Крымской башен составляет 665 м, от Пречистенских до Красных ворот — 480 м, от Никольских ворот до Житной башни — 295 м. В зависимости от рельефа местности высота стен колеблется от 7 до 11,3 м, толщина — от 2,8 до 5,2 м.
За 370 лет своего существования стены и башни кремля ветшали, неоднократно перестраивались или обстраивались хозяйственными сооружениями. При всех этих перестройках очень мало считались с древними архитектурными формами, вследствие чего лишь немногие из них уцелели до наших дней.
В конце XVIII века «перед городом наметало остров», и Волга вскоре навсегда отступила от крепости. Надо думать, как величественно выглядел кремль в то время, когда Волга протекала под самыми его стенами.