Die spätmittelalterliche Ortsbefestigung in Herrnsheim ist bis heute an mehreren Stellen noch gut erhalten und kann um den historischen Ortskern deutlich nachvollzogen werden. Die Befestigung ist erstmals 1445 urkundlich belegt, als der Graben um den Ort erneuert wurde. Damit muss der Ort bereits zuvor befestigt gewesen sein. Die Überreste der Herrnsheimer Ortsbefestigung sind heute ein eingetragenes Kulturdenkmal des Ortes.

Die Befestigung bestand im Spätmittelalter aus einer Fleckenmauer, die aus Bruchsteinen gefertigt war und über mehrere Türme verfügte. Dazu kam ein vorgelagerter Graben, der wie die Mauer das gesamte Dorfgebiet umgab. Der Ort war durch mehrere Tore zugänglich. Im Süden der Herrnsheimer Hauptstraße befand sich das sogenannte Wormser Tor, im Osten das Untertor und im Westen das Peterstor oder Gautor, das ab dem 19. Jahrhundert auch als Pariser Tor überliefert ist. Im Norden des Ortes befand sich ab 1460 das Herrnsheimer Schloss der Kämmerer von Worms genannt von Dalberg, das über ein eigenes Tor verfügte. Die Herrnsheimer Hauptstraße führte bis zur Umgestaltung des Schlossparks 1789 direkt am Schloss vorbei weiter nach Osthofen.

Die Bruchsteine der Fleckenmauer sind heute noch stellenweise sichtbar erhalten. Vor allem im Bereich des „Schaukelparks“ westlich des historischen Ortskerns, kann der Verlauf der alten Mauer noch gut nachvollzogen werden. Wo die Mauer in die Bebauung eingebunden wurde, ist sie heute noch gut erhalten. So lässt sie sich häufig als Rückwand von Scheunen einiger Anwesen in Herrnsheim feststellen. Die Mauer ist vor allem auf den Rückseiten folgender Höfe zu erkennen:

• Mennonitenhofstraße 4–6 (gerade Nrn.)
• Herrnsheimer Hauptstraße 29–57 (ungerade Nrn.) und 56
• Untergasse 34, Schmiedgasse 4–12 (gerade Nrn.)
• Am Untertor 1 und 2
• Schillerturmstraße 1–23, 27–31 (ungerade Nrn.)
• Badegasse 1–13 (ungerade Nrn.) und 8.

Neben der Mauer sind auch noch Überreste einiger Tore der Ortsbefestigung erhalten. So befinden sich an den Anwesen der Herrnsheimer Hauptstraße 56 und 57 noch die Torpfosten des Wormser Tors. An der Schmiedgasse 2 hingegen befinden sich Reste des Untertores. Das Peterstor ist dagegen vollständig verschwunden. Auch das nördliche Tor am Schloss ist durch die Umgestaltung des Schlossparks Ende des 18./Anfang des 19. Jahrhunderts nicht mehr in seiner ursprünglichen Form erkennbar. Seit der Umgestaltung endet die Herrnsheimer Hauptstraße vor den Toren des Schlosses.

Ein eindrucksvollstes Überbleibsel der Herrnsheimer Ortsbefestigung stellen die Türme der ehemaligen Fleckenmauer dar: der sogenannte „Schillerturm“ im Schlosspark des Herrnsheimer Schlosses, der Storchenturm im Schaukelpark und ein unbenannter Turm hinter der Schillerturmstraße 23. Vor allem der Schillerturm und der Storchenturm wurden im Verlauf der Jahrhunderte stark umgebaut und gehören heute zu den wichtigsten Kulturdenkmälern von Herrnsheim.