Το Κάστρο της Μυτιλήνης είναι κτισμένο σε μικρό λόφο μεταξύ του βορείου και νοτίου λιμένα της πόλης. Ο αρχικός του πυρήνας, που σχηματίσθηκε κατά τους βυζαντινούς χρόνους. Οι πρώτες σημαντικές επεμβάσεις στο κάστρο έγιναν κατά την περίοδο κτήσης της Λέσβου από τους Γατελούζους και συγκεκριμένα από τον ηγεμόνα Φραγκίσκο Γατελούζο, το έτος 1373. Ακολούθησαν και άλλες επεμβάσεις και προσθήκες με κυριότερη αυτή των Οθωμανών, στους οποίους οφείλεται και το κατώτερο βόρειο τμήμα της οχύρωσης. Μετά την απελευθέρωση από τους Τούρκους, το 1912, χρησιμοποιήθηκε ως στρατώνας. Στο πλαίσιο εργασιών ανάδειξης του του Κάστρου Μυτιλήνης (INTERREG III, Ελλάδα-Κύπρος) υλοποιήθηκαν από την 14η ΕΒΑ αποχωματώσεις για τη διαμόρφωση του χώρου, κατά τη διάρκεια των οποίων αποκαλύφθηκαν κτίσματα οθωμανικής περιόδου, νεώτερες εγκαταστάσεις του στρατού, λιθόστρωτοι δρόμοι. Συγκεκριμένα: α) Αποκαλύφθηκε πλήρως οθωμανική οικία, η οποία αποτελεί ένα από τα ελάχιστα σωζόμενα δείγματα κατοίκησης του Κάστρου Μυτιλήνης. Έχει τετράγωνη σχεδόν κάτοψη. Αποτελείται από ένα κεντρικό χώρο, εκατέρωθεν του οποίου είναι διατεταγμένα έξι δωμάτια. Το νοτιοδυτικό δωμάτιο έχει ανεξάρτητη πρόσβαση από τον δρόμο και δεν επικοινωνεί με τους υπόλοιπους χώρους. Ιδιωτική υπόγεια στέρνα με στομιο στην οροφή της εξυπηρετούσε τις ανάγκες υδροδότησης. Η οικία διαθέτει ι αποχωρητήριο. β) Δεύτερη οθωμανική οικία έναντι του Μενδρεσέ στο Μεσαίο Κάστρο, διαστάσεων 9, 20x7, 70 μ. Στην είσοδο του κτίσματος διαμορφώνεται κατώφλι. Στην ανατολική πλευρά της αποκαλύφθηκε μεγάλη δεξαμενή διαστάσεων 3, 80x2, 26 μ., η οποία είναι επιχρισμένη εσωτερικά με κονίαμα. γ) Σε άμεση γειτνίαση με τον κεντρικό λιθόστρωτο δρόμο του Κάστρου, εντοπίστηκε συγκρότημα αποτελούμενο από τέσσερα μικρά δωμάτια σε δύο επίπεδα και στενούς λιθόστρωτους διαδρόμους με σκαλοπάτια. Στα βόρεια διαμορφώνεται λιθόστρωτη αυλή. Λίθινα μέλη με ανάγλυφο διάκοσμο είναι εντοιχισμένα σε δεύτερη χρήση. δ) Σύστημα δύο δεξαμενών παρά τα ΝΑ τείχη. Η πρώτη τετράγωνης κάτοψης, διαστάσεων 3, 21x3, 21 μ. φέρει στις τέσσερις γωνίες πήλινους αγωγούς οι οποίοι τροφοδοτούσαν το χώρο με νερό. Επικοινωνεί στα δυτικά με κατασκευή άγνωστης χρήσης αποτελούμενη από πλινθόκτιστα τόξα. Μια δεύτερη δεξαμενή στα ανατολικά τροφοδοτούσε κρήνη. ε) Κατά τον καθαρισμό των κρυπτών διενεργήθηκαν δοκιμαστικές τομές για να διερευνηθεί η σχέση τους με τα τείχη του Κάστρου. στ) Κατά τις αποχωματώσεις, αποκαλύφθηκαν τέλος χώροι υγιεινής του στρατού, των αρχών του 20ου αι.
Η ανασκαφική έρευνα βρίσκεται σε εξέλιξη.