Episodio di rilievo dell’architettura martiniana per la complessità dell'intervento e per la qualità formale raggiunta, è la Rocca, costruita da Francesco di Giorgio nel 1481, per volere di Federico II di Urbino e distrutta nel 1502 dal figlio di questi, Guidobaldo affinché Cesare Borgia, il Duca Valentino, non se ne impadronisse.
Originariamente  di forma romboidale con torri circolari lungo il perimetro e un alto mastio, oggi la Rocca sopravvive nell’imponente torrione di testa, percorso da un giro di caditoie e dalla pianta vagamente ellittica.
In origine la fortezza, ubicata sul colle dei Cappuccini, costituiva un complesso sistema difensivo formato dal torrione a pianta ellittica nel centro della città e da un lungo cunicolo sotterraneo, il ‘soccorso coverto’ recentemente restaurato, che collegava i due edifici. Della struttura difensiva martiniana rimane integro il solo Torrione al cui interno è allestito il Centro di scultura contemporanea voluto e ispirato dall’artista cagliese Eliseo Mattiacci.