秦始皇统一天下，置沮阳县（河北怀来县
小南辛堡镇大古城村北官厅水库畔），为
上谷郡治。三国魏初，上谷郡郡治移至居庸（今北京市延庆县城），沮阳县属上谷郡。西晋时，上谷郡治又迁回沮阳。北魏孝昌元年八月（公元525年），柔玄镇人杜洛周率众于上谷郡叛乱，沮阳遭战争破坏，后人烟稀少，县废。
“
官厅水库”与“
样边长城”之间有一个大古城村，村北的荒原中有一座汉代古城遗址。今天的大古城村不过是河北省张家口地区怀来县小南辛堡镇下属的一个小自然村，而在两千年前的秦汉时期，它却是个大地方。上谷郡的治所（大体相当于今天的省会）——沮阳城，就坐落在这里。
据《汉书》记载，“上谷郡，秦置”。秦汉时期，上谷郡是中原农耕文明与北方游牧文明的分界点，地当中原王朝北部边防要冲，属缘边重镇，也是蓟城（今北京）的西北屏障。匈奴、鲜卑、乌桓甚至高句丽的骑兵，都曾在这里窥关牧马、冲击驰突，又有无数中原热血男儿，在这里浴血疆场，建功封侯。西汉初建之时，开国元勋周勃曾经率军平定燕王卢绾叛乱。汉军越过居庸关隘，在沮阳城下大破叛军，为大汉王朝荡平北疆。汉景帝时，“飞将军”李广镇守上谷，力战匈奴，留下“李广才气，天下无双”（《史记·李将军列传》）的千古英名。自汉武帝开启汉匈大战的大幕之后，上谷成为汉军集结出塞的大本营之一。公元前129年，汉军四路出兵，进击匈奴。时任车骑将军的卫青从上谷出兵，取得龙城大捷，就此成为汉军第一统帅。西汉中期名将赵充国曾以中郎将的身份率兵驻屯上谷。《汉书》的作者——史学家班固的祖先班长及两汉之际的名将郭伋等，都曾出任上谷郡太守。
上谷郡自战国时期燕国始置，秦汉时期是“北边”重镇。著名历史学家班固的祖上班长曾经任上谷郡守。军事天才“飞将军”李广也曾以上谷太守的身份在这里主持抗击匈奴的战事。匈奴居东方的“左方王将”南下，首先冲击的就是上谷郡。诚如安志敏先生所言，“上谷郡在秦汉时代是一个北边的要塞，在军事上有决定性的价值，同时从城址里发现钱范这一点来看，它也应该是经济上的中心之一。”作为农耕经济区和畜牧经济区的分界点，这里也曾经有过关市的繁荣。除此之外，就交通史和生态史研究而言，沮阳古城遗存包容的重要信息也是十分丰富的。
1954年6月，安志敏先生受中国科学院考古研究所派遣，在河北省文物局相关人员的陪同下，前往大古城调查沮阳城遗址。根据调查报告（安志敏：《河北怀来大古城村古城址调查记》，《考古》1955年第3期），大城东西约3华里，东北约2华里，小城四边各约1华里。城墙址高约6米，宽约8米，大城的北城墙被妫水河冲去了部分，南城墙由于挨近村民房屋也遭到一定程度地破坏，总体而言保存情况还算完好。
到1981年4月，河北省张家口考古队再次考察时发现，“北城垣被湖水淹没，南城垣坍塌严重”（张家口考古队：《河北怀来官厅水库沿岸考古调查简报》，《考古》1988年第8期）。
1999年5月、10月，
首都师范大学历史系师生再度踏勘沮阳城遗址，大城的北城墙和西城墙已经荡然无存，仅东城墙和南城墙残留数段（李维明、郗志群、宋卫忠、张秀荣：《河北怀来县大古城遗址1999年调查简报》，《考古》2001年第11期）。
2006至2007年，
大葆台汉墓博物馆“北京汉代遗址调查”课题组对沮阳古城进行勘测时，东墙保留较完整，南墙部分残存，“其中东墙的最北段紧临官厅水库湖水，保存较好，墙体清晰可见，最高处距现城外地表约15米，从城外远眺，气势恢弘”（周正义主编：《北京地区汉代遗址调查与研究》，北京燕山出版社，2009年，第133－134页）