后海石塘在镇海城北，东起巾子山，西迄俞范村，长4.8公里，宽3米，高9.9米至10.6米，是镇海城区现存城塘合一的古迹。
镇海城北面海，为防海潮冲击，保护居民安全，唐时海边曾有泥塘之筑。宋淳熙十六年（1189年），县令唐叔翰动员民工修建石塘。嘉定十五年（1222年），县令施廷臣和水军统制陈文率工役又继续修筑。明洪武二十年（1387年），为防倭寇侵犯，在拓建卫城时将北面1300米城墙与石塘相联，负塘而筑，后毁，万历元年（1573年）。在新建已毁的北面城墙时，除加固石塘外，又将新建城墙紧贴石塘南面，使城塘并联，以增加城塘的厚度与牢度。由于海潮冲击不断，日久石松，几次大风潮后，塘身又渐趋空虚。清乾隆十二年（1747年）七月，飓风大作，潮水冲毁城塘，民房亦多倒塌。县令王梦弼亲历险境，具状
上报，次年，朝廷拨款，命王梦弼督工修建。王梦弼经广泛调查，博采众议，在旧塘基础上重建新塘，并在险要地段改建夹层石塘。即从塘脚到塘顶，用厚条石一横一竖埋砌7道，各凿贯成如带，作为龙骨。通塘匀排7带，再镶入大石板铺砌的6路幔板，以横贯纵，幔土为塘。龙骨与龙骨、龙骨与幔板之间，皆凿槽样相嵌，下加衬板一层骑缝贴砌。石与石间胶入稠灰，使海水不能入缝抽土。又底夯块石，兼钉顶桩，塘外束关石排桩，塘口扣回浪立石，上下嵌成一片，经三年修建，终于将塘体修筑成顶尖脚阔如勾股状，直高2丈，抖高3至3.9丈不等的夹层石塘。其牢度经历史考验，百年未损，仅道光二十八年（1848年）和民国十三年（1924年），各作过一次维修和大修。1949年和1956年，两次强台风袭击镇海，浪潮溢过前江塘，城关大街水深：米（1949年），但台风过后，后海石塘除偶有石块松动外，仍安然无恙。
因后海塘与城墙相联，故后海塘除防汛作用外，亦是镇海人民历史上抗击外来侵略的重要防线和战场。在明朝，为抗击倭寇，后海塘城上建有望海楼；在清朝，塘城上设有望敌楼和警铺；民国时，塘城上建有水泥碉堡。抗日战争中，镇海守军曾在这一带与登陆日军展开过激战。目前碉堡遗迹尚存，城塘相联部分雉谍已修复。
现今后海塘外，经过围海造地，这里已辟为工业区，古海塘的防汛、御外作用虽已成为历史；但它至今仍如蚊龙横亘于工业区与生活区之间，是镇海口海防历史遗迹之一。
1981年，后海石塘被列为县级重点文物保护单位。1989年它又被列为省级重点文物保护单位。