El nucli antic de Torredembarra s'assenta sobre un suau turó amb vistes a la costa, amb un traçat urbà pràcticament inalterat des de l'època medieval. Els carrers estrets irradien des de la Plaça del Castell, el cor cívic de la vila, on el Castell de Torredembarra — també conegut com a Castell dels Icart — domina la plaça.
El castell va ser construït per Lluís d'Icart, senyor de la vila, a partir de 1565 i acabat cap al 1580. És l'única construcció civil nova del període renaixentista català que es conserva a tot Catalunya, cosa que el converteix en una fita arquitectònica d'importància nacional. L'edifici segueix una planta quadrada amb quatre torres a les cantonades, concebut com a residència-fortalesa per dominar la població des del punt més alt. Seguint la tradició mediterrània, les estances s'organitzen al voltant d'un pati central amb façanes porticades i arcades. La volta que cobreix el pòrtic entre l'entrada principal i el pati s'atribueix al mestre d'obres Pere Blai, que també va treballar al Palau de la Generalitat de Barcelona. La família Icart ostentava el senyoriu de Torredembarra des de 1391. El castell va ser completament restaurat entre 1995 i 2000 i declarat Bé Cultural d'Interès Nacional (BCIN), la màxima categoria de protecció patrimonial a Catalunya. Actualment acull l'Ajuntament.
Davant del castell s'alça la Torre de la Vila, l'edifici més antic conservat a Torredembarra. Construïda probablement entre els segles XII i XIII amb influències mudèjars, formava part de les fortificacions originals — una de les quatre torres de la muralla defensiva erigida a principis del segle XIII. Coneguda originalment com a Torre Grossa, va ser reformada durant el període gòtic i conserva finestres gòtiques del segle XV, entre les quals destaquen un notable arc conopial i una finestra coronella. Va ser restaurada el 1981 i constitueix un vincle visual entre els orígens medievals de la vila i el seu posterior desenvolupament renaixentista.
L'Església Parroquial de Sant Pere Apòstol completa el nucli monumental. La seva construcció va començar el 1677, després d'obtenir llicència episcopal el 1676, i va ser beneïda el 4 de desembre de 1680. És una basílica de tres naus amb volta de canó i cúpula central. Entre 1771 i 1774 s'hi van afegir el creuer i l'absis en estil barroc. L'església conserva un notable orgue barroc del segle XVIII i una pintura de Santa Rosalia del segle XVII. El campanar i el portal daten d'una fase constructiva anterior, cap al 1558.
Les muralles medievals tancaven el recinte urbà i es conserven dos dels portals originals: el Portal de Padrines i el Portal de la Bassa. També són visibles restes d'un contrafort al Carrer de Mañé i Flaquer. Els carrers que envolten la Plaça del Castell — especialment el Carrer Ample, el Carrer Baix de Sant Pere, el Carrer Eduard Benot i el Carrer de la Carnisseria — mostren una rica barreja d'arquitectura dels segles XVIII i XIX. El Carrer Antoni Roig destaca per les seves façanes barroques i les posteriors addicions modernistes de finals del segle XIX i principis del segle XX.
L'itinerari patrimonial pel nucli antic cobreix aproximadament 2 km i es recorre en al voltant d'una hora i quart a pas tranquil. Les visites guiades en grup es poden concertar a través de l'oficina de turisme local, especialment durant els mesos d'hivern. El passeig recompensa l'exploració pausada: els portals revelen detalls de pedra tallada, els balcons de forja sobresurten dels carrerons i petites places s'obren inesperadament entre els edificis.
