قدمت این دژ که در منطقه‌ای به وسعت 32 هکتار واقع شده، بر اساس کتیبه‌ای که از رؤسا دوم یکی از پادشاهان اورارتویی کشف شده، به سال‌های 645 و 685 قبل از میلاد می‌رسد.
این قلعه با سلطه قوم ماد بر این منطقه به صورت متروک ماند و فقط در دوران قرون وسطی (همزمان با دوره مغول) توسط گروهی از مسیحیان مورد سکونت قرار گرفت که از آنها نقش صلیب‌هایی روی صخره‌‌ها نمایان است.
آثار دوره اورارتویی شامل ساختمان شرقی: محله مسکونی، قلعه، آثار پشت دژ و کانال آبرسانی است. کاوش‌های باستانی نشان می‌‌دهد که این قلعه طی 50 سال و در 3 مرحله ساخته شده و دارای معبد، بازار و مقر حکومتی، برج، بارو، دروازه و راه‌های مخفی ویژه‌ای است.
قلعه دارای دیوارهای مستحکم سنگی است که روی صخره‌‌ای بلند مشرف به دره‌‌ای بزرگ قرار دارد. سه اشکوب (طبق) با کارکردهای مختلف این قلعه عبارتند از:
اشکوب تحتانی مشتمل بر دروازه، مهمانسرا، اصطبل و قرارگاه سربازان
اشکوب میانی که معبدی است با اتاق‌های متعدد
اشکوب فوقانی که اوج هنر معماری اورارتویی است و دارای سکونتگاه، مقر فرماندهی و راه‌های خروجی به بیرون از قلعه میباشد
این قلعه دارای 3 بخش عمده شامل ساختمان شرقی، محوطه مسکونی (که افسران و کارمندان عالی‌رتبه با خانواده‌هایشان در آنجا زندگی می‌کردند) و خود قلعه میباشد. ساختمان شرقی دارای یک دیوار سراسری پشت بندان است و محوطه حدود دو هکتار را در بر می‌گیرد.
بر اساس آثار اورارتویی دژ بسطام شامل یک پائین قلعه، یک میان قلعه که معبد خدایان اورارتو و یکی از انبارهای بزرگ آذوقه در آنجا قرار داشته است و یک بالا قلعه است.
بالا قلعه در بلندترین نقطه دژ قرار دارد و احتمالا کاخ حاکم در آنجا بوده است.