Мядзельскі замак быў пабудаваны на востраве возера Мястра на месцы былога гарадзішча. Ён стаяў на ўзвышшы і быў узведзены ў два этапы. У XV стагоддзі замак складаўся з драўляных і каменных пабудоў, а да канца XVI стагоддзя ён быў ужо цалкам каменным.
У плане Мядзельскі замак меў форму выцягнутага прамавугольніка, які цягнуўся з поўначы на поўдзень. Сцены замка былі пабудаваныя з валуноў на вапняковым растворы і мелі таўшчыню 1,5 – 2 м.своеасаблівай падушкай для падмурка сцен служылі дубовыя бэлькі, на якія быў пакладзены самы першы шэраг валуноў. Такая канструкцыя не дазваляла прасядаць сценам і абараняла іх ад разбурэння. Замак з берагам звязваў драўляны мост, даўжыня якога складала 400 метраў.
Важным элементам абароны Мядзельскага замка з'яўлялася вежа, магчыма, гэта быў пяціярусны данжон. Дыяметр вежы складаў 17,5 метра, а таўшчыня сцен - 3,5 метра. У вежы меўся светлавы люк ва ўсходняй частцы шырынёй 1,23 х 1,75 метраў і дзвярны праход памерам 1,5 х 2 метра. Многія спецыялісты лічаць, што па сваіх параметрах Мядзельская вежа была падобная на Камянецкую. У пачатку XVI стагоддзя з заходняга боку да яе быў прыбудаваны каменны палац памерам 20 х 10 метраў з таўшчынёй сцен у 2 метры і скляпеністымі падваламі вышынёй у 3 метры.
Акрамя асноўнай вежы ў паўднёва-ўсходнім вугле замка размяшчалася яшчэ адна вежа дыяметрам 10 метраў. Вялікая верагоднасць існавання трэцяй вежы. Падставай для гэтага служыць гeрб Мядзеля, на якім намаляваны замак з трыма вежамі, а таксама малюнак на карце Вялікага Княства Літоўскага, якая была створана Томашам Макоўскім у 1613 годзе, на ім колькасць вежаў таксама тры.
Акрамя гэтага існавалі 4 бастея (абарончае збудаванне ў выглядзе нізкай, каменнай вежы, звычайна двухпавярховай, высунутай перад ахоўнай сцяной у форме падковы альбо паўкола), якія служылі для канцэнтрацыі агнястрэльнай зброі галоўным чынам артылерыі.
У XVII стагоддзі для ўзмацнення абароны замка дадаткова выбудавалі земляны вал з бастыёнамі, якія адсутнічалі з усходняга боку, дзе замак ушчыльную падыходзіў да берага і рова, напоўненага вадой з возера.
Замак прастаяў да пачатку XVIII стагоддзя і быў разбураны шведамі ў перыяд Паўночнай вайны 1700-1721 гг. Мядзельскі замак з'яўляецца адным з прыкладаў зліцця мясцовага абарончага будаўніцтва і заходнееўрапейскай Бастыённай фартыфікацыі.