Το αρχαίο οχυρό της Φυλής εντοπίζεται στη βορειοδυτική πλαγιά της Πάρνηθας, σε υψόμετρο 850 μέτρων, γύρω στα 10 χιλιόμετρα βορειοδυτικά του σύγχρονου οικισμού της Φυλής.Πρόκειται για ένα από τα πολυάριθμα παραμεθόρια φρούρια που είχαν κατασκευάσει οι Αθηναίοι, προκειμένου να ελέγχουν τους δρόμους που οδηγούσαν στην αττική ενδοχώρα. Το φρούριο της Φυλής, που χρονολογείται στον 4ο αιώνακατέχει στρατηγική θέση, καθώς βρίσκεται πάνω στον πιο άμεσο, αν και όχι τον ευκολότερο, δρόμο που συνέδεε την Αθήνα με τη Θήβα.Το ακανόνιστου σχήματος τείχος αγκαλιάζει την ανατολική πλευρά του υψώματος. Η δυτική πλευρά του υψώματος είναι τόσο απόκρημνη,ώστε δεν χρειάστηκε να περιβληθεί με τείχος.Η κορυφή του υψώματος προσφέρει μία εξαιρετική θέα της πόλης των Αθηνών. Τα απότομα βράχια εκεί εξομαλύνθηκαν, ώστε να δημιουργηθεί χώρος αρκετά επίπεδος για να φιλοξενήσει οικοδομήματα. Πρόκειται για καταλύματα και κτήρια, τα οποία εξυπηρετούσαν τις καθημερινές ανάγκες της φρουράς που κατοικούσε εκεί σεμόνιμη βάση. Από τα κτίσματα αυτά έχουν διασωθεί μόνο τα θεμέλια.

Ο οχυρωμένος χώρος είναι σχετικά περιορισμένος (30 x 100 μέτρα). Το τείχος έχει πλάτος 2,5 μέτρα κατά μέσο όρο και επιστέφεται από επάλξεις. Είναι κατασκευασμένο από καλοδουλεμένους ορθογώνιους ογκόλιθους από ντόπιο γκρίζο ασβεστόλιθο. Διαθέτει τέσσερις πύργους, τρεις ορθογώνιας κάτοψης και έναν κυκλικής. Ο κυκλικός πύργος, με διάμετρο περί τα 6 μέτρα, είναι ο ισχυρότερος. Βρίσκεται στη βορειοανατολική γωνία, η οποία είναι και η πλέον ευπρόσβλητη, καθώς εκεί το έδαφος είναι πολύ πιο ομαλό. Στην ανατολική πλευρά του τείχους, κοντά στον κυκλικό πύργο, υπάρχει η κύρια πύλη του κάστρου.Μια δεύτερη πύλη βρίσκεται στη νότια πλευρά.Τμήματα τοίχων πολυγωνικής τοιχοδομίας, τα οποία εντοπίστηκαν στα βορειοανατολικά του φρουρίου του 4ου αιώνα, στην περιοχή της Αγίας Παρασκευής, έχουν αποδοθεί από κάποιους ερευνητές σε αρχαιότερη οχύρωση. Πιθανώς να πρόκειται για το οχυρό που, σύμφωνα με τον Ξενοφώντα, κατέλαβε ο Θρασύβουλος το 404. Ήταν τη χρονιά που, μετά την ήττα των Αθηναίων από τους Σπαρτιάτες στη Θήβα, η Αθήνα βρέθηκε υπό τον έλεγχο των Τριάκοντα Τυράννων. Ο Θρασύβουλος, ηγούμενος μικρής ομάδας πολεμιστών, έσπευσε στην πόλη με στόχο την κατάλυση του νέου καθεστώτος και την απομάκρυνση της σπαρτιατικής φρουράς που το προάσπιζε. Κινήθηκε, λοιπόν, από τη Θήβα προς την Αθήνα, χρησιμοποιώντας τον ορεινό δρόμο της Πάρνηθας που προαναφέρθηκε. Το πρώτο φρούριο των Φυλασίων θα πρέπει να συνδεόταν με τρεις πύργους, τα ερείπια των οποίων σώζονταν μέχρι τις αρχές του 20ού αιώνα σε χαμηλούς λόφους στα νότια και στα ανατολικά της οχύρωσης του 4ου αιώνα. Δύο από αυτούς απείχαν γύρω στα 500 μέτρα από την πηγή, ενώ ο τρίτος εντοπιζόταν κάτω από τα ερείπια της εκκλησίας του Προφήτη Ηλία, περίπου 1.000 μέτρα ανατολικά. Ο τέταρτος πύργος υπήρχε σε ύψωμα στη θέση Βίγλα ή Άρμα, που βρίσκεται 100 μέτρα νοτιοδυτικά της Φυλής.

Το οικοδόμημα αυτό θα πρέπει να αποτελούσε παρατηρητήριο-φρυκτωρία, καθώς προσέφερε ανεμπόδιστη θέα στον παρακείμενο δρόμο.Κάποιοι μελετητές θεωρούν ότι τα τμήματα πολυγωνικής τοιχοποιίας στα βορειοανατολικά του φρουρίου του 4ου αιώνα δεν ανήκουν σε οχυρό, αλλά σε οικισμό. Αν αυτή η ερμηνεία ισχύει, θα πρέπει να υποθέσουμε ότι ο Θρασύβουλος κατέλαβε αυτό το χωριό και το χρησιμοποίησε ως ορμητήριο εναντίον του Πειραιά. Πάντως, ανεξάρτητα από την ύπαρξη φρουρίου, και η θέση του αρχαίου δήμου της Φυλής εντοπίζεται κάπου μεταξύ αυτής της τοποθεσίας και πηγής άφθονου νερού στα ανατολικά της οχύρωσης του 4ου αιώνα. Η ανέγερση της τελευταίας εντάχθηκε σε ένα γενικότερο πρόγραμμα κατασκευής οχυρώσεων, που πραγματοποίησαν οι Αθηναίοι μετά την ήττα τους στον Πελοποννησιακό Πόλεμο. Το φρούριο της Φυλής αναφέρεται σε επιγραφές και ψηφίσματα του 4ου αιώνα. Χρησιμοποιήθηκε συστηματικά στους πολέμους εναντίον των Μακεδόνων, κατά τον 3ο αιώνα. Το 304 πολιορκήθηκε και καταλήφθηκε από τον Κάσσανδρο στο πλαίσιο της σύγκρουσής του με τον Δημήτριο Α΄ τον Πολιορκητή και παρέμεινε στην κατοχή του μέχρι το 283. Η τελευταία επιγραφική μαρτυρία σχετίζεται με επισκευές που πραγματοποιήθηκαν στο τείχος και χρονολογείται το 236.