Resafa apparaît, ceinte de murailles et complètement iolée, au milieu de la steppe désertique. Cette ville fort ancienne, connue dans les annales assyriennes et dans la Bible, s’est développée aux époques romaine et byzantine.
En l’an 256 de notre ère, les Sassanides qui menaçaient l’empire romain à l’est s’emparent du poste-frontière de Doura-Europos sur le moyen Euphrate. Pour rétablir ses défenses, l’empereur Dioclétien restaure la piste reliant Damas et l’Euphrate en passant par Palmyre. Il décide aussi d’établir une dernière place-forte face au territoire perse : Resafa.
En 305, deux officiers romains, Serge et Bacchus, en poste sur les marches de l’empire, refusent de sacrifier à Jupiter. Ils sont transférés à Resafa pour y subir le martyre. La chapelle érigée sur les lieux de leur supplice deviendra un lieu de pélerinage très important dans la chrétienté orientale, connu sous le nom de Sergiopolis.
Au VIe siècle, l’empereur Justinien entoure la ville d’une enceinte rectangulaire percée de quatre portes. Les murs, épais de trois mètres, sont renforcés par une cinquantaine de tours carrées. L’église des Saints-Martyrs et la basiique de la Sainte-Croix devenue cathédrale Saint-Serge sont construites à cette époque.
La ville est prise par les Sassanides en 616, puis, rapidement, par les Arabes, lors de la conquête. Elle sera habitée jusqu’à la prise par les Mongols au XIIIe siècle, à la suite de quoi le sultan Baybars déportera tous les habitants à Hama.
Cette porte était défendue par un bastion avancé protégeant le passage. Sa décoration, constituée d’arcades, de bandeaux sculptés et de chapiteaux fleuris, est particulièrement délicate.
L’enceinte mesure 500 mètres sur 400. Elle est considérée comme un chef d"œuvre de l’art militaire byzantin. Outre les cinquante tours carrées qui la défendent, elle est renforcée, aux quatre coins par des tours rondes monumentales.
L"église est un édifice circulaire inscrit dans un carré. Le chevet est constitué d’une abside en cul-de-four percée de trois arcades et entourée de deux chapelles latérales carrées. La construction est en gypse mais la décoration est assez modeste.
L’église est constituée d’une nef et de deux collatéraux. L’utilisation de piliers à la place des colonnes permit de lui donner une hauteur impressionnante. Le centre de la nef est occupé par un bêma monumental.
Le maintien d’une garnison dans une ville de pélerinage située en plein désert supposait l’existence de citernes très importantes. Par leur aspect monumental, les citernes de Resafa sont comparables à celles de Constantinople. La plus grande d’entre elles pouvait contenir 15 000 m3 d’eau.