五棱郭是由护城河包围的五芒星型堡垒以及半月堡（马出堡）组成，堡垒内建有本垒（土垒），内侧则建有奉行所等建筑物。另外，郭外北边则是役宅街。现在国有土地面积，连同郭内外总共为250,835.51平方米，其中郭内则为约12平方米。
外部结构
由于预算有限，加上函馆港开港后，外国的威胁并未有想像中严重，外部结构的工程的规模大幅缩小。最初计划在五处地方兴建半月堡，最终只兴建了一处，而沿内岸兴建的低垒亦只有三处，郭外的长斜坂则是四处。
土垒
挖掘护城河时的泥土，后来用作兴建土垒。本垒高约7.5米、土台部分的阔度为30米、上方的垒道为8米，而垒道过去则是炮台。另外，在郭内入口的最深处建有高约5.5米的见隐垒、护城河的内岸建高约两米的低垒以及郭外则建有高约1米的长斜坂。
护城河
总堀和三处入口的两边均建有阔4米的空堀。总堀最阔的地方约30米、深度约4至5米、外周总长则约1.8平方公里。建筑期间，在五稜郭後方约1公里外的龟田川设置了取水口，然後通过埋於地底的引水道将水引入五稜郭的护城河以及供水予郭内外的人。然而，在第二次世界大战後，受到龟田川的河岸维修工程影响，龟田川的河水无法流向五稜郭，护城河的水位因此下降，水质亦同时开始恶化，其後在1974年引入水道水至护城河从而抑制臭味。
石垣
最初的「西洋法石垣御全备」计划将堀和全部土垒均兴建石垣，但是由於费用高昂，加上切割石头相当费时而打消念头，最终石垣只建於护城河、半月堡和郭内入口附近。虽然使用了从函馆山等地切割出来的石材，但是护城河的石垣由於资金不足，一部份改为使用赤川和龟田川的石头，其中部份可以在裏门桥侧附近看到。
桥
现在，郭外西南方的广场与半月堡之间的一之桥、半月堡和堡垒之间的二之桥和北面的裏门桥，总共建有3座桥，但是半月堡的一之桥的反方向以及郭的东北面也分别建有桥樑。一之桥与二之桥虽然和建筑时一样是平桥，但是在1950年至1980年间为拱桥。
建筑物
五稜郭内建有奉行所厅舍、用人和近习等的长屋、厩舍和临时地牢等26座建筑物。建筑材料来自津经、南部和出羽国等，瓦则是来自能登国和越後国等地，钉和叠席则是来自江户，换言之五稜郭是结集了各地的材料而建成的。为了节省经费，建筑材料在能代等地预先加工，其後才运往函馆组装。
奉行所
奉行所建於郭内的中心部份，东西长度为97米、南北为59米、建筑面积大约为2,685平方米。部份位置建有两层，由占全体约4份3的西边役所部分和东南面的奉行役宅组成。另外，在役所部分中，分为正面玄关与南栋连接起来的大广间、同心诘所等所在的中央栋、白洲和土间等的北栋。
本来，从正面玄关进入後前方建有高约16.5米的太鼓橹，但是在箱馆战争期间遭到军舰甲铁炮击时，旧幕府军认为太鼓橹可能成为其攻击目标，因此急忙地将它拆毁。
函馆市最初希望复原整个奉行所，但是由於建筑基准法规定每1,000平方米的地方必须设置防火墙，最终在与文化厅商讨後，认为景观上也可能造成影响而放弃，将复原部份维持在约1,000平方米内。所采用相同的材料和建筑方法，成功复原南栋和中央栋部分，其後在2011年获颁北海道红砖建筑奖。
兵粮库
兵粮库是唯一残留下来的建筑物。1897至1907年间，兵粮库是函馆要塞炮兵大队的兵舍。其後对外开放後，於1917年开始片上乐天自设的展示馆「怀古馆」啟用，展示了有关箱馆战争的资料，另外也曾经是函馆市立博物馆的科学教室。在1972至1973年以及2001至2002年时先後两次进行修复工程。
板库和土藏
在复原奉行所的同时，兵粮库的北面的市立博物馆五稜郭分馆被拆除，并且复原为板库和土藏。板库改建成为土产店和休憩处，土藏则变成管理事务所。
役宅
在五稜郭北面的中道1丁目和本道1丁目，建有数十间上至组头下至同心的役宅和长屋，附近亦有乡宿和食店，形成一处小社区，但是在新政军发动箱馆总攻撃期间，遭到旧幕府军焚毁，现在则是住宅区。
军备
最初建成时，五稜郭并未设置大炮，在旧幕府军占领五稜郭後才配备了4门二十四斤炮。
箱馆总攻击时，旧幕府军配备了9门二十四斤加农炮、13门四斤膛线克虏伯炮和10门拇短克虏伯炮。然而，旧幕府军在投降时交给新政府军的大炮则为9门二十四斤长加农炮、3门四斤膛线炮、两门短忽微炮、3门亚忽微炮和16门十三拇臼炮。
地址︰日本函馆市五棱郭町43-9
入馆费用：630日元
营业时间：9：00～18：00（4-21～10-20：8：00～19：00）
安政元年（1854年）3月，日本和美国签订《神奈川条约》，按照条约规定箱馆正式开港，江户幕府随即收回松前藩在箱馆一带的领地，并且在同年6月设置箱馆奉行。享和2年至文化4年（1802年至1807年）期间，箱馆仍然是天领，当时箱馆奉行所与安政元年（1854年）再度设置时的位置均是在基坂（当时是松前藩的箱馆奉行诘役所）。初代奉行竹内保德沿用松前藩的建筑物，并且加以改建增建，但是其后接任的堀利熙认为奉行所相当接近箱馆湾，不仅毫无遮挡，而且邻接的箱馆山属于外国人步行区域，只要登上山顶，奉行所便一览无遗，实在难以防守，因此他上奏希望将奉行所迁移至龟田一带。其后，两任奉行先后返回江户，并且向老中阿部正弘提交意见书，指出当时的大炮射程太短，提议在锻冶村中道兴建“御役所四方土垒”，并且将奉行所移至该处，最终幕府接纳其意见，开始着手兴建五棱郭。与此同时，意见书中亦建议将位于矢不来（现北斗市）、押付、山背泊、辩天岬、立待岬、筑岛、冲之口的7处番所改建成台场，从以保护箱馆港，但是阿部认为多项工程同步进行相当困难，因此首先在辩天岬（辩天台场）和筑岛（未有实行）开始改建工作。
安政2年（1855年）7月，法国军舰君士坦丁号驶入箱馆港时，在箱馆奉行所负责制造机械和弹药的武田斐三郎，得到军舰的副舰长指导，并且取得大炮的设计图以及星形要塞的规划图则。其后，武田根据图则，开始构思如何建造五棱郭和辩天台场。最终，预算五棱郭、辩天、筑岛和冲之口台场的建筑成本为41万两。最初，建筑期预算达20年，但是负责防守虾夷地的松前藩（户切地阵屋）、津轻藩（津轻阵屋）、南部藩（南部阵屋）和仙台藩（白老阵屋）的阵屋均已经建成，五棱郭和台场的工程赶不上的话，幕府在箱馆市民和外国人眼中可谓颜面尽失，因此幕府决定加快辩天台场和五棱郭的工程进度。
安政3年（1856年）11月，组头河津祐邦、调役并铃木孙四郎、下役元缔山口显之进和诸术教授役武田斐三郎等，获任命为台场并龟田役所土垒普请挂，并且在安政4年（1857年）7月开始建造五棱郭。安政5年（1856年），城郭外北边的役宅开始施工，文久元年（1861年）开始兴建奉行所厅舍。分工方面，土木工程、石垣和建造奉行所分别由松川辩之助、井上喜三郎和居住于江户的小普请方锻冶方石方请负人中川传藏负责。最初，计划首先进行挖掘和兴建土垒，然后兴建各项建筑，最后则是石垣，但是由于地基太过脆弱，踏入冬季时本来完成挖掘的地方受到结冰和融雪影响而塌陷，最终唯有先兴建石垣。
元治元年（1864年），五棱郭建成，同年6月15日箱馆奉行小出秀实从奉行所移至五棱郭内开始办工。接着，在奉行所附近种植防风林、赤松以及相关设施，最终在庆应2年（1866年）所有工程完工。
工程费用方面，护城河、土木和石垣工程预算为98,000两，实际为53,144两、建筑工程预算为25,000两，实际为44,854两、水道工程预算为20,000两，实际为6,092两、整体预算为143,000两，实际为104,090两（另外辩天台场的预算为100,000两，实际为107,277两）。这项巨额工程在全盛时间曾经聘用约5、6千名工人，箱馆也因此开始繁荣。
大政奉还后，新政府设置了箱馆府，而五棱郭则在庆应4年（1868年）由箱馆奉行杉浦诚移交给箱馆府知事清水谷公，并且成为箱馆府的政厅。同年10月21日，榎本武扬等率领旧幕府军登陆鹫之木（现森町）。箱馆府虽然派兵迎击，但是在各地均战败，最终在10月25日清水谷从箱馆逃亡至青森，翌日松冈四郎次郎的部队进占已经空无一人的五棱郭。根据大鸟圭介的说法，当时的五棱郭的矮墙上虽然设置了二十四斤炮，但是难以发射，建筑亦未完善，当被攻击时，根本难以抵挡，旧幕府军针对问题，在冬天时修复堤坝，并且设置大炮，在护城河外建造堤坝以及在城门外兴建矮墙，最终在1869年3月完工。
同年5月11日，新政府军向箱馆发动总攻击时，旧幕府军以五棱郭的大炮炮击七重滨（现北斗市）以及箱馆港。然而，新政府军成功进占箱馆市区，并且在5月12日，军舰甲铁从箱馆港内炮击五棱郭，成功击中奉行所，导致古屋佐久左卫门等人阵亡，多人受伤。另外，由于新政府军在各处阵地架设大炮，一同炮击五棱郭，导致旧幕府军在夜晚难以入睡，只能以石垣和堤坝为盾，并且竖起叠席和屏风抵挡。5月15日，辩天台场的部队投降后，千代岱阵屋在5月16日亦被攻占，其后新政府军通知五棱郭将会发动总攻击，经过城内众人商议后，榎本等人在5月18日投降，将五棱郭交予新政府军。练兵场进入明治时代后，五棱郭归由兵部省（1873年后则是陆军省）管辖。1871年，为了兴建札幌开拓使本厅舍，原本的奉行所厅舍和附属建筑物相继被拆除，但是实际上却没有将拆卸后的建筑材料运往札幌，而是用于札幌本道和建造蓬莱町游郭。 其后，五棱郭也没有加建，而是当成练兵场使用 [9] [10] ，而在1890年至1899年间，函馆要塞炮兵大队的临时事务所亦设置在五棱郭。 虽然一般市民严禁入内，但是商人中川嘉兵卫得到陆军许可，自1871年开始切割五棱郭的冰，以函馆冰之名出售。
1913年，函馆区长北守政直向陆军大臣提出，免费租用五棱郭，并且改建成公园。陆军方面则回应，只要保持在取得许可时的状态，以及兴建最小限度的小型商店和种植树木等均需要得到函馆要塞司令部首肯，加上在租用期间承担土地建筑物的保存责任和负担相关费用等作为条件，批准了北守的请求，翌年作为五棱郭公园对外开放。另外，函馆毎日新闻为了纪念发行一万号，在1913年开始为时10年，共种植了数千棵染井吉野樱，现在大约剩下1,600棵，五棱郭也因此成为北海道首屈一指的赏樱地。
1925年，五棱郭归由内务省管辖，并且基于史迹名胜天然纪念物保存法获指定为史迹。1929年，郭外的长斜坂获追加指定，并且改由文部省管辖。第二次世界大战后，日本政府制定了文化财保护法，五棱郭也在1952年获指定为特别史迹。
1954年，在函馆举行的北洋渔业重启纪念北海道大博覧会（北洋博）中，五棱郭成为了其中的第二会场。在北洋博中，作为“观光馆和馃子大楼”的建筑物在1955年成为市立函馆博物馆五棱郭分馆，由奉行所的复原工程动工开始直至2007年11月闭馆为止，展示了各种与箱馆战争有关的物品。另外，在进行考古调查和复原工程之前，五棱郭的中央位置的广场经常举行运动会和林间学校等。
晋身为代表函馆的旅游景点
1964年，为了纪念五棱郭建成100周年，在南边新盖了高约60米的五棱郭塔。 自1970年起，每年5月均会举行“箱馆五棱郭祭”，活动包括由扮成箱馆战争中的旧幕府军和新政府军而成的“维新巡游”和模仿土方岁三的“土方岁三大赛”等。 另外，自1988年起，以五棱郭的土垒和护城河等为舞台，由无偿参与的市民演出，有关函馆历史的“市民创作函馆野外剧”和1989年起在冬季晚上时 [17] ，点亮五棱郭的“五棱星之梦”等直至现在也没有变化。2006年，新建高约107米的五棱郭塔取代了原本的五棱郭塔。
2004年，五棱郭作为“五棱郭与箱馆战争的遗构”入选为北海道遗产，而在旅游方面，在《米其林指南》中“五棱郭迹”和“眺望（五棱郭迹）”均取得两星评价。
1983年，函馆市为了复原五棱郭，开始进行资料搜集。与此同时，在五棱郭中心部分的遗构进行确认试掘调查，并且确认奉行所等建筑物的遗构状态良好，及后在1985年正式在奉行所遗构开展考古调查。在1985年至1989年、1993年至2000年、2001年和2005年的四次考古调查中，取得大量有助复原的基本资料。期间，部分专家组成“特别史迹五棱郭迹保存整备委员会” ，并且在2000年提出“箱馆奉行所复原构思”和2001年提出“箱馆奉行所复原计划（郭内土垒内范围整备计划）”，针对复原整备箱馆奉行所厅舍以及活化公开等，提交了各种各样的方案。其后，委员会与文化厅达成协议，在2006年获准改变现状，开始施工。2010年，奉行所的复原工程完工，并且在同年7月29日对外开放。
