老牛湾墩位于老牛湾堡北侧，为砖石空心城楼，是古堡中重要的军事防御设施，被称为“天下第一墩”。南门额上有匾，刻楷书“老牛湾墩”四大字，并有题头和署款，上写“万历岁丁丑夏”，即明万历二十五年（公元1597 年）。楼墩高 12 米，墩内有供士兵上下的绳梯和通道。墩上设堞口，用来瞭望黄河对面的敌情，并可以点燃狼烟向东、南两边长城传递军情。如今这座保存完好的墩台已成为老牛湾景区的标志性建筑。