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Declarado monumento histórico artístico nacional en 1931, el recinto amurallado de la Vila Vella es el emblema del municipio. Actualmente es el único ejemplo de población medieval fortificada que todavía existe en el litoral catalán. Construido a inicios del s. XIII para proteger a la población de los ataques de los piratas, conserva la casi totalidad de su área perimetral original, con muros almenados. El lienzo de muro distribuye cuatro torreones y tres torres cilíndricas rematadas por matacanes. Las torres más conocidas son la Torre d’en Joanàs, que preside la bahía; la Torre de las Horas, situada en la entrada del patio de armas, que debe su nombre al hecho de que era el único lugar donde había habido un reloj público, y la Torre d’es Codolar o del Homenaje, situada junto al que fue el Palacio del Batlle, que preside la playa d’es Codolar. Hay que destacar el magnífico portal dovelado que da entrada a la Vila Vella a través del patio de armas.
En el punto más alto de la Vila Vella había habido un castillo, que consistía en una torre de vigilancia y una estancia de planta rectangular. Actualmente ya no existe, pues su emplazamiento se usó para edificar el actual faro.
El interior de la Vila Vella es un espacio encantador de callejones estrechos con pavimento de cantos rodados, que en el momento de máximo esplendor (s. XV), integraba unas ochenta casas, muchas de las cuales aprovecharon el muro de la muralla como pared de fondo.
La antigua iglesia de Sant Vicenç, de estilo gótico tardío, construida en el s. XV en una zona elevada del promontorio, tiene una sola nave, cabecera poligonal de tres lienzos con la sacristía, y una capilla lateral en el lado oeste. Actualmente, solamente el ábside y la sacristía conservan la cubierta. En la cabecera, la vuelta ojival está sostenida por seis nervios que confluyen en la clave de vuelta decorada con la imagen de Sant Vicenç, patrón de la población.
Desde cualquier punto elevado del interior de la Vila Vella se puede ver hacia el oeste un pequeño cerro, donde se yergue una torre de vigilancia, conocida como la Torre de los Moros. Este tipo de torres, situadas a pie de costa y en puntos estratégicos, fueron construidas en el siglo XVI por mandato del rey Felipe II, con el fin de proteger a los pueblos de las incursiones de los piratas del norte de África. Para cubrir más territorio y poder avisar rápidamente los aldeanos en caso de ataque, estas torres solían comunicarse entre ellas. En Tossa, la Torre de los Moros se comunicaba con la Aguja de Pola, situada en el nordeste del término municipal, y con la torre del castillo de la Vila Vella, situada en el actual emplazamiento del faro.
