La casamatta di porta Santi Quaranta è composta da un unico ambiente a pianta rettangolare coperto da una possente volta a botte, con direzione perpendicolare al varco sovrastante. L’attuale ingresso all’antica postazione d’artiglieria è costituito dalla cannoniera sud, ancora marcata dall’originaria cornice in pietra d’Istria, parzialmente ampliata per poter accedervi dalla fossa esterna. Originariamente, l’ingresso alla casamatta era garantito da una scala comunicante con il sovrastante piano stradale, in corrispondenza del passaggio pedonale settentrionale, rimessa in luce durante i recenti restauri.
In prossimità dell’attuale ingresso è visibile, inglobata nella copertura, la botola di comunicazione verticale con l’attuale livello stradale. Il sotterraneo è stato purtroppo deturpato dal passaggio della conduttura dell’acquedotto comunale che attraversa perpendicolarmente la volta di copertura.
Il restauro eseguito nel 1996 ha correttamente interessato anche gli ambienti sotterranei, ripulendo gli spazi ingombri di macerie e consolidando la pericolosa crepa che attraversava longitudinalmente l’intera volta, causata probabilmente dal pesante traffico a cui era precedentemente soggetta.

La porta di S. Tomaso, realizzata nel 1518 appena un anno dopo di porta SS. Quaranta, rispecchia anche nel sotterraneo la maggior complessità compositiva che la distingue dalla precedente. Le aperture delle cannoniere sono inglobate nei fianchi del basamento bugnato della porta, e sono rivolte come nel caso precedente verso i rispettivi bastioni laterali.
La cannoniera occidentale si presenta ancora integra, mentre quella orientale è stata smantellata per essere riutilizzata come nuovo ingresso, varcato il quale si può notare alla sommità della copertura l’originaria botola di comunicazione con il piano sovrastante, ancora presente nella pavimentazione del passaggio pedonale est e marcata da una borchia bronzea.
Lo stupore che si prova nello scoprire un simile gioiello architettonico rimasto per secoli dimenticato è indescrivibile: il peso della porta sovrastante è retto da un’ampia volta a botte ribassata ed intonacata all’intradosso. Nei due lati di tamponamento, corrispondenti ai fianchi della porta, sono inglobate le bocche di fuoco, mentre sul lato verso la fossa esterna si aprono tre stretti vani per l’alloggiamento degli argani di avvolgimento delle catene usate per il sollevamento dei ponti levatoi.

Il possente torrione d’angolo di Santa Sofia è stato in gran parte rimaneggiato verso la metà dell’ottocento in seguito alla realizzazione del vecchio macello comunale. La costruzione è stata impostata esattamente sopra il bastione, riprendendone la forma circolare e le medesime dimensioni. Presso l’Archivio Comunale di Treviso sono conservati i progetti datati 20 febbraio 1866, riportanti anche le piante dei locali sotterranei destinati a celle frigorifere.
Durante il bombardamento del 14 maggio 1944, un ordigno centrò in pieno il torrione distruggendo il macello e, di conseguenza, sembrava molto remota la probabilità di poter rinvenire sotto il terrapieno qualche testimonianza degli originari ambienti sotterranei. Con la recente rimozione del muro di tamponamento delle due aperture visibili alla base del torrione, sono stati scoperti inaspettatamente più stanzoni perfettamente conservati, disposti a raggiera e collegati tra loro mediante un corridoio ricavato a ridosso della muratura semicircolare, esattamente corrispondenti a quelli riportati nel progetto ottocentesco. La galleria semicircolare comunica con i sei stanzoni attraverso degli ingressi e delle aperture a finestra, ed era collegata al piano superiore mediante due scale a chiocciola poste alle estremità del percorso. I locali, che misurano metri 4,5 di larghezza per una lunghezza variabile tra i 4,6 e i 6,4 metri, presentano una volta di copertura policentrica alta al colmo metri 3,5, e sono ulteriormente collegati tra loro mediante delle aperture ricavate sotto la volta. Le pareti e la copertura sono realizzate in muratura rivestita ad intonaco, mentre la pavimentazione è completamente ricoperta da uno strato di ghiaia.
Tali strutture sotterranee potrebbero pertanto essere recuperate e rese visitabili, visto il crescente interesse nei confronti della speleologia urbana manifestato dagli stessi cittadini.