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熱蘭遮堡之興建，是作為為荷蘭東印度公司（Vereenigde Oost-Indische　Compagnie，VOC）在東亞貿易的轉運重地以及防禦前線。荷蘭於16 世紀獨立後，便積極發展自主海外貿易的可能性，並於1602年成立荷蘭聯合東印度公司。1623年，荷蘭東印度公司曾在南臺灣的大員（Tayouan，即今日安平）一鯤鯓沙洲上另外建造一座小堡壘，但不久後廢棄。1624年，中國要求荷人拆毀澎湖風櫃尾的堡壘，公司遂將據點遷至大員，在先前堡壘的位置建造新的堡壘，1625年2月命名為奧蘭治堡壘（Fort Oranje），並在1628年改名為熱蘭遮堡（Fort Zeelandia），另外1653年建造的普羅民遮堡（Fort Provintia）則在內陸作為生產農業重地。

1624年到1662年之間，荷人在大員沙洲上持續建造熱蘭遮堡。受軍事、政治、經濟等需求變動，以及周圍自然、人造環境的影響，堡壘建築經常性處於增改建的變動中，而其營造歷程可大致分為五個階段，分別為初始階段（1624-1628）、構造強化階段（1628-1635）、大規模擴建階段（1635-1645）、工程停滯階段（1645-1659），以及最後的補強階段（1659-1662）。

明永曆14年（西元1661年），鄭氏軍隊率領陸、海軍攻下普羅民遮堡，佔領熱蘭遮市鎮，並持續對熱蘭遮堡進行圍城戰，直到1662年2月荷人才開城投降，結束長達38年的臺灣荷治時期（1624-1662）。鄭成功擊敗荷蘭人後，遷居熱蘭遮堡，故名王城。清康熙22年（西元1683年）施琅攻臺，翌年臺灣納入清帝國版圖，王城喪失其地位，設軍裝局。清同治10年（西元1871年）軍火庫爆炸，城垣傾圮，清同治13年（西元1874年）沈葆楨有鑑於淪為殘蹟的熱蘭遮堡軍事價值已失，遂大量拆除臺灣城磚石為興築二鯤鯓礮臺（億載金城）所需建材。日明治30年（西元1897年），為建造安平海關宿舍，就殘蹟之上另築高臺，其上在建西式洋樓，改稱安平古堡。

民國72年（西元1983年），「臺灣城殘蹟（安平古堡殘蹟）」（編號11）由內政部指定為第一級古蹟。民國93年（西元2004年），「熱蘭遮城城垣暨城內建築遺構」（編號1至編號10）由臺南市政府指定為市定古蹟，後又於96年（西元2007年）提升為國定古蹟。民國109年（西元2020年），外堡東北稜堡出土，文化部辦理熱蘭遮堡補充調查研究。民國112年（西元2023年），文化部公告國定古蹟「臺灣城殘蹟（安平古堡殘蹟）」併入「熱蘭遮城城垣暨城內建築遺構」，並修改名稱為「熱蘭遮堡遺構」。