牛頭城位于臨潭縣古戰(zhàn)鄉(xiāng)古戰(zhàn)村北，因城郭為倒梯形，前低后高、上寬下窄、型如牛頭，故名。該城憑山而筑、依山而建，形勢險要。整個城分前城、后城兩部分，長1155米，最寬處245米，最窄處45米，周長1300余米。現(xiàn)城墻多坍塌傾圮，只留城跡和烽燧，惟東南一段保存較為完好。
西晉永嘉末（公元313年），吐谷渾（北方少數(shù)民族之一的鮮卑族慕容氏族吐谷渾部落）占據(jù)洮州今舊城、古戰(zhàn)等地。北魏孝文帝元宏太和十五年（公元491年），吐谷渾在洮州修筑了洮陽城、牛頭城和廟宇，佛教文化開始在洮州傳播。
一位詩人曾這樣寫到：“此時安坐城堞的遺跡，我依稀看見時光里北方的吐谷渾從西晉的戰(zhàn)火里一頭撞進(jìn)甘肅的南部，壘土為城，飲血踏歌?！?/p>
牛頭城為省級文物保護(hù)單位，對研究古洮州發(fā)展史和戰(zhàn)爭史有重要的歷史價值。