Het beroemdste en belangrijkste stuk grond van Nijmegen is het Valkhof. De Romeinen stichtten hier het Oppidum Batavorum (de hoofdstad der Bataven), dat rond het jaar 70 door de Bataafse opstandeling Julius Civilis in brand werd gestoken. In de laat-Romeinense tijd (derde vierde eeuw) lag hier een militaire versterking. Keizer Karel de Grote bouwde hier aan het eind van de achtste eeuw een palts (paleis), dat uitgroeide tot één van zijn belangrijkste residenties. Zelfs de Noormannen hadden het Valkhof een winter in hun bezit.
Ook latere keizers van het Rooms-Duitse Rijk waren regelmatig te vinden op het Valkhof. Keizer Frederik Barbarossa breidde de burcht in 1155 flink uit. Deze burcht heeft vele eeuwen stand gehouden, maar viel in 1796 ten prooi aan de slopershamer. Onder invloed van nieuwe politieke ideeën vond men het onderhoud van de oude burcht te duur. De protesterende Nijmeegse burgerij heeft kunnen bedingen dat in ieder geval de twee kapellen gespaard werden. Overigens niet vanwege hun religieuze karakter, maar omdat men dacht dat het van oorsprong ‘Heidensche (=Romeinse) tempels waren en zo een curiositeit vormden voor de stad. Er werd zelfs beweerd dat Julius Ceasar in hoogsteigen persoon de tempels had ingewijd. Ten onrechte, zo bleek achteraf, maar gelukkig is daardoor wel iets van de burcht bewaard gebleven.
De St. Nicolaaskapel stamt voor een deel uit 1030 en is daarmee een van de oudste, nog bestaande stenen gebouwen in Nederland. Het is bovendien een zeldzaam voorbeeld van Byzantijnse architectuur in noord-west Europa. Normaal hebben kerken in deze streken een kruisvormige plattegrond. Byzantijnse kerken hebben daarentegen meestal een vierkante, ronde of veelhoekige grondvorm. Mogelijk is deze bouwstijl een kunstzinnige erfenis van de Byzantijnse prinses Theophano. Deze gemalin van keizer Otto II was aan het eind van de 10e eeuw vaak op het Valkenhof en zorgde voor een grote culturele vernieuwing. Mogelijk heeft ze de nieuwe bouwwijze meegenomen in haar culturele bagage uit Klein-Azië. Markant is in ieder geval dat de verering van de heilige Nicolaas, naar wie de kapel is vernoemd, ook uit die afkomstig is. Een andere verklaring voor de zestienhoekige vorm van de kapel is dat de architect zich liet inspireren door de Paltskapel van Karel de Grote in Aken, die weer gebouwd is naar Romeinse voorbeelden uit Italië. Rond de ingang zijn nog goed de grote, oorspronkelijke 11e eeuwse stenen te zien. Aan de achterkant van de muur is te zien, dat met de bouw van de kapel ook gebruik is gemaakt van Romeins materiaal (waaronder dakpannen en bakstenen).
De St.Maartenskapel, of Barbarossaruïne, is gebouwd in 1155 en zat aan de burcht vast. Wat van de St. Maartenskapel rest, is eigenlijk alleen maar de halfronde apsis en een klein deel van het koor. In de binnenmuur ziet u een aantal bogen waar een tussenvloer op rustte. Dat was de scheidslijn tussen een relatief lage benedenkerk en een hoge bovenkerk. Merkwaardigerwijs lijken in de buitenmuur de verhoudingen precies tegenovergesteld.
Ook voor deze kapel is ouder bouwmateriaal hergebruikt. Zo zijn de marmeren hoekzuilen Romeins en de daarop liggende kapitelen uit de tijd van Karel de Grote. Ook op het Valkhof is in de Tweede Wereldoorlog flink gevochten. De bezetter had er stellingen aangebracht om de Waalbrug te verdedigen. Wonder boven wonder zijn de twee kapellen in het strijdgewoel gespaard gebleven.