Согласно одной из версий, план по сооружению вала принадлежал императору Адриану: предполагалось, что стена будет состоять из каменной (длиной ок. 112 км и толщиной ок. 3 м) и земляной частей (толщиной ок. 6 м). При строительстве эти параметры были изменены: высота каменной стены 6 м, толщина – ок. 2,5 м. Участок земляного вала высотой был почти 4м и толщиной в основании 6 м. Через каждую милю (римская миля) возвышались т.н. мильные форты (16 фортов), где размещался гарнизон. Через 1300 м были построены сторожевые башни, а примерно через 500 м стояли вышки для сигнализации. Вдоль вала был вырыт ров.

Наиболее известным из укреплений располагавшихся вдоль стены является каструм Верковициум (Vercovicium) сейчас известный как Римская крепость Хаузестедс (Housesteads).

После того как был построен вал Антонина, за Адриановым валом никто не следил, и он постепенно разрушался. Но в 208 году император Север приказал оставить Антонинов вал и укрепить вал Адриана, установив по нему границу римских владений. Пикты несколько раз пробивали в валу проходы, и римляне в конце концов в 385 году оставили его разрушаться.

В настоящее время неплохо сохранившиеся развалины фортов ещё можно видеть в Нортумберленде около Хаусстедса, Грейт-Честерса и Виндоланды.