Qua cuộc khảo cứu thực địa vào năm 1941, tác giả A.Delvaux công bố rằng thành Tân Sở có diện tích gần 23 ha, gồm hai vòng thành đều hình chữ nhật. Vòng thành ngoài có chiều dài 548 m, rộng 418 m; xung quanh trồng tre, có 4 cửa (Tả, Hữu, Tiền, Hậu) ở chính giữa bốn mặt thành. Thành nội dài 165 m, rộng 100 m (diện tích 16,5 ha), cũng có bốn cửa, bên trong có mấy nếp nhà dùng làm nhà ở của các quan, có chợ, trại lính, kho đạn, hầm súng, tàu voi, trại giam, giếng nước, v.v"...[8].

Tuy nhiên, hiện vẫn tồn tại vài công bố khác nhau về quy mô và quy cách thành Tân Sở, đáng chú ý có tài liệu của Linh mục H. De Pirey công bố năm 1914. Theo ông thì "tòa thành hình vuông, mỗi cạnh 780 m, gồm ba vòng thành: Vòng thành ngoài là một hệ thống cọc cao chừng 4 mét, đóng sâu xuống đất. Vòng thành kế tiếp mỗi cạnh 420 m, cao 2 m, được đắp bằng đất, bao bọc thành nội ở bên trong"...[9].

Giải thích sự khác nhau này, PGS. TS Sử học Đỗ Bang, viết:

"Vì sau khi vua Hàm Nghi rời Tân Sở, tòa thành này bị quân Pháp san bằng, nên các dữ liệu đầy đủ và chính xác về thành Tân Sở còn lại là rất hiếm. Do vậy, thành Tân Sở để lại nhiều vấn đề tồn nghi. Thành có 3 hay 2 vòng thành, kích thước các vòng thành vẫn chưa thống nhất. Vòng thành ngoài trồng bao nhiêu hàng tre (4, 3, 2 hay 1), Thành Nội có xây gạch không, hào thành và lũy thành như thế nào thì vẫn phải cần nghiên cứu thêm [10].