Vào năm 258 trước Công nguyên, trước sự suy yếu của triều đại Hùng Vương cuối cùng (Hùng Duệ), Thục Phán, thủ lĩnh của bộ lạc Âu Việt (vùng Việt Bắc và Tây Bắc ngày nay) đã thống nhất bộ lạc Âu Việt với các bộ lạc thuộc Lạc Việt của nhà nước Văn Lang và lãnh đạo người dân chống lại cuộc xâm lăng ồ ạt của quân Tần.
Năm 218 trước công nguyên, Tần Thủy Hoàng đem 500.000 quân tiến đánh miền Bách Việt, An Dương Vương đã lãnh đạo người dân Âu Lạc chống lại quân xâm lược nhà Tần.
Năm 208 trước công nguyên, quân Tần phải rút lui, Thục Phán được tôn lên làm vua, xưng là An Dương Vương rồi đổi Quốc hiệu thành Âu Lạc.
Sau khi lên ngôi, An Dương Vương chọn vùng đất Cổ Loa bên tả ngạn sông Hoàng Giang để làm kinh đô nước Âu Lạc (nay thuộc địa phận huyện Đông Anh, Hà Nội).
Thành Cổ Loa được xây dựng trên mảnh đất Chạ Chủ, với mục đích dựng thành một chiến luỹ bất khả chiến bại, thành Cổ Loa được xây dựng công phu theo hình xoắn ốc với 9 vòng xoáy. Thành Cổ Loa được xây dựng thành 3 vòng: thành ngoại, thành giữa và thành nội, các cửa của 3 vòng thành được bố trí chéo nhau, đường nối hai cửa làm thành hình chéo, đi lại quanh co, lại có ụ phòng ngự hai bên.
Thành Cổ Loa có hệ thống thành, hào, luỹ xen kẽ, tường thành được đắp dựa vào hình sông thế núi, uốn lượn theo địa hình tự nhiên, ngoài hào trong luỹ, hào nối với sông và đầm cả mênh mông, quanh năm đầy nước, thành Cổ Loa trở thành căn cứ vừa có thể phòng ngự, vừa có thể tiến công liên hoàn thuỷ bộ.
Thành Cổ Loa ngày nay chỉ còn lại 3 vòng thành được đắp bằng đất, chân kè đá, với tổng chu kỳ các vòng thành là 16 km. Trên 3 vòng thành có 72 ụ công sự (ụ hỏa hồi, nơi trữ rơm rạ để khi cần thì đốt lửa báo hiệu). Cổ Loa được đánh giá là kinh thành có hệ thống vòng thành hoàn chỉnh và cổ nhất ở Việt Nam