寡妇楼为砖石结构,高13米,内分两层。下层楼的外墙与城墙相连,有四个大砖柱,将楼隔成四个拱顶大厅。四面开有箭窗,供临窗防守射击。西北角筑有砖梯,顺砖梯可登临上层。上层四周筑雉堞垛口,中部建长方形小屋,屋门朝北开,左右各有一窗。室内可容纳十余人,供士卒瞭望休息。
寡妇楼的名称的由来,源于当地百姓中流传的一个悲壮的传说:戚继光指挥修筑长城的时候,曾征调有一支河南籍的士兵。其中有十二名士兵的妻子,见丈夫数年不归,杳无音信,便结伴到边关寻夫。她们历尽千辛万苦,终于来到蓟州长城跟前,却获知她们的丈夫全都为修筑长城献出了生命。她们悲痛万分,在墓前痛哭。蓟镇总兵戚继光巡视长城路过这里,见此情景,问明了情况,立刻下马来到她们跟前好言劝慰,并发给每人一笔抚恤金,让她们回去好好抚育儿女,赡养老人。这天夜里,她们抑制着悲痛,商量决定继承夫志,为国分忧,献出抚恤金,作为修筑长城的费用,并留下来参加修筑长城。最后,她们修起了这座御敌的敌楼。为了纪念这12名深名大义的巾帼英雄,人们便把这座敌楼称作“寡妇楼”。
在长城修复工程中,由于寡妇楼在当地人们心中的特殊位置,而被列为重点修复对象。在施工清基时,还发现了妇女使用的顶针、簪子等遗物。