Helenistik Dönem’de kentte yürütülen yoğun imar programlarıyla birlikte yerleşim alanlarının muazzam ölçekte genişlediği bilinmektedir. Diğer taraftan, Diadokhoi Dönemi’nde yaşanan siyasal belirsizlikler ve beraberinde getirdiği çekişmeler bölge için son derece güvensiz bir ortam yaratmıştır. Bu sebeplerden dolayı kentin kuzey yamacında tek güzergahta, güney ve güneybatı yamaçlarında kademeli olarak iki ayrı güzergahta uzanan savunma hatları inşa edilmiştir. Surlardaki planlama ve işçiliğin Assos, Pergamon, Herakleia, Theangela örnekleri ile analojik olarak değerlendirilmesi, inşaları için MÖ 3. yüzyılın ilk yarıları ile MÖ 2. yüzyıl ortaları arasındaki tarihleri işaret etmektedir. Dolayısıyla, en azından MÖ 2. yüzyılın ikinci yarısında, kentin savunma hatları tarafından sınırlanan toplam genişliğinin 23,2 hektara ulaştığı bilinmektedir.
Aigai’da, Helenistik Dönem savunma hatlarının inşasını gerektiren iki temel siyasal süreç öne çıkmaktadır. Bunlardan biri, Seleukos Generali Akhaios‘un MÖ 223 yılında bölgeyi kısa süreli işgali ile başlayıp, MÖ 190 yılındaki Magnesia Savaşı’na kadar uzanan süreçte Pergamon ve Seleukos Krallıkları arasında yaşanan çekişmelerdir. Bu çalkantılı sürecin ardından, Eumenes II döneminin savaşsız geçen MÖ 179-174 yılları arasında Pergamon’da savunmanın güçlendirildiği önerilmektedir. Belki de aynı yıllarda Aigai’daki surlar da genişletilmiş ya da kuvvetlendirilmişti. Yaşanan diğer bir önemli gelişme, Attalos II ile Bithynia Kralı Prusias II arasında MÖ 156-154 yılında gerçekleşen savaşta Methymna, Kyme ve Herakleia gibi Aigai’nin de yıkıcı bir tahribata uğramasıdır. Bununla birlikte, MÖ 154 yılında Prusias zarar verdiği kentlere tazminat olarak yüz talent ödemek zorunda bırakılmıştır. Aigai’daki bouleuterion, agora binası, agora batı stoası, tiyatro ve gymnasion, Athena kutsal alanı stoası gibi maliyetli anıtsal kamu yapıları tam olarak bu tarihlerde, MÖ 2. yüzyılın ortalarından hemen sonra inşa edilmiştir. Muhtemelen aynı dönemde, kenti sınırlayan Helenistik surlarda onarım, kuvvetlendirme ya da ilaveler uygulanmış olmalıdır.
Kuzey yamaçtaki Helenistik surun günümüzde takip edilebilen uzunluğu yaklaşık 500 m., antik dönemdeki uzunluğu yaklaşık 630 m. kadardı. Kalınlığı 1-1.80 m aralığında değişen duvarların akropolis dışındaki sınırladığı alan yaklaşık 3 hektardır.
Sur kapısı, nekropolisten kente uzanan antik yolun sura ulaştığı doğu kanat üzerindedir. Kapı, kentteki diğer bindirmeli kapılardan farklı olarak, muhtemelen çift kuleli ve avlulu, ya da tek kule ve karşısında dirsekli sur duvarı ile gizlenen bir plana sahiptir. Güneydoğu bitişiğindeki dörtgen planlı kule bu düşünceyi desteklemektedir. Kuzey cephesi güneye doğru şev yapan kule, dikdörtgen kesme blok taşlardan atkılı-isodomik sıralı örgüye sahiptir. Helenistik Dönem ile yaygınlaşan bir planlama olan sur duvarını kesen kuleler, Pergamon, Pire, Side, Gortis ve Miletos’taki örneklerinin aksine, surun iç tarafına doğru geniş bir çıkıntı yapmaktadır. Aigai’ deki örnek, bu yönüyle Perge, Eleutherai ve Dura-Europos örneklerine benzemektedir.
Güneydeki Helenistik diateikhisma duvarının günümüzde takip edilebilen hattı 996 m., antik dönemdeki uzunluğu yaklaşık 1080 m.’dir. Kalınlığı 1,30-2,20 m. arasında değişen duvarların sınırladığı alan yaklaşık 7 hektardır. Sur hattının farklı noktalarında çeşitli duvar örgüleri teknikleri göze çarpmaktadır.
Diateikhisma duvarı, erken dönem akropolis surlarından farklı olarak, özellikle eğimin az olduğu güney ve batı kısımlarda dörtgen şeklinde çıkıntı yapan dört adet bastion ile desteklenmektedir. Eğimin arttığı güneydoğu ve kuzeybatı kısımlarda, bastion veya kule ihtiyacı dirsek ve testere dişi şeklinde planlanan sur duvarlarıyla karşılanmıştır.
Bastionların dış genişliği 29-55 m2 arasında değişmektedir. Farklı duvar örgülerine sahip bu yapılardan özellikle B2 numaralı örnek kısmen daha iyi korunmuş durumdadır. İki parçadan oluşan yapının çekirdek kısmında kesme blok taşlardan, bindirme tekniğinde atkılı-isodomik sıralı örgü ve kuzeybatı bitişiğindeki payanda kısmında pseudo-isodomik sıralı bir örgü kullanılmıştır. Payandanın kuzeybatı köşesindeki fermuar bindirme tekniğinden dolayı, bu köşede estetik amaçlı bir pahlama işlemi uygulanmıştır. Pahlama uygulaması ve duvar örgü teknikleri açısından benzerlik gösteren Aigai, Pergamon ve Assos’taki diğer örnekler sayesinde söz konusu bastionun inşa tarihi için MÖ 2-1. yüzyıllar arası önerilmektedir.
Güney yamaçtaki dış savunma hattını oluşturan Helenistik sur duvarlarının doğu ve batı ucu diateikhismaya dayandırılmıştır. Güneydeki dış surun eklenmesiyle birlikte, akropolis ve diateikhismanın kapsadığı alanların yukarı şehir; kuzey ve güneydeki dış surların kapsadığı alanların ise aşağı şehir kavramlarına kavuştuğu hissedilmektedir. Güney dış surun günümüzde takip edilebilen güzergahı 430 m., antik dönemdeki uzunluğu yaklaşık 865 m.dir. Kalınlığı 1-2,10 m. arasında değişen duvarların çevrelediği alan yaklaşık 7,3 hektardır. Oldukça tahrip olan sur duvarları, kesme blok taşlardan isodomik sıralı bir örgü tekniğinde inşa edilmiştir. Tümüyle tahrip olan kısımlarda, duvar temellerinin oturtulması için işlenmiş anakaya yatakları takip edilebilmektedir.
Söz konusu savunma hattında destekleyici eleman olarak yuvarlak planlı beş adet kule inşa edilmiştir. Dışta 9,65 m., içte 8,50 m.lik çapa sahip olan K2 ve K3 numaralı iki kule, güney yamacın güney uç noktasındaki kemerli bir kapıyı desteklemektedir. Kuzeybatı-güneydoğu aksındaki bindirmeli kapının, çift kuleli ve avlulu bir plana sahip olabileceği düşünülmektedir. Kulelerde kesme blok taşlardan bindirme tekniğinde atkılı-isodomik sıralı örgü kullanılmıştır. Helenistik dönemde imar programları ile genişleyen kent planına paralel olarak, güney ve kuzeydeki nekropolis alanları da genişleyerek dış savunma duvarlarına kadar dayanmıştır.
Aigai’daki Helenistik Dönem imar programları çerçevesinde yukarı şehirdeki kamu ve dini yapıların konumlandırılışı ile baskın olarak tercih edilen Dorik mimari düzen, MÖ 2. yüzyıldaki Pergamon hegemonyası altında uygulanan ortak bir mimari anlayışın ve kent tasarısının somut yansımalarıdır. Bouleuterion, agora binası ve agora batı stoasının bulunduğu meydan Attalos II döneminde yeniden tasarlanmış ve söz konusu yapıların günümüze ulaşmış halleri bu dönemde inşa edilmiştir. Kazı çalışmaları tamamlanan Bouleuterion sayesinde, MÖ 4. yüzyılın ikinci yarısı ile MÖ 2. yüzyıl başları arasında burada bir erken meclisin var olduğu bilinmektedir. MÖ 2. yüzyıl ortalarında erken meclisin üzerine daha büyük boyutlu bir meclis inşa edilmiştir. Agora binası, agora batı stoası ve Bouleuterion’un konumu ile agora stoası ve batı stoa arasındaki aks kayıklığı, Assos’ta aynı yüzyılda yürütülen imar programlarındaki planlamayla oldukça benzerdir.
Gymnasion palaestrasının güney ucundan başlayan ve tiyatronun kuzeybatısında devam eden kalıntılarından dolayı Demeter-Kore Tapınağı’na kadar uzandığı düşünülen yukarı teras duvarının (No.13) korunmuş uzunluğu 88,80 m., yüksekliği 3,40 m.dir. 85 cm. kalınlığındaki duvarın özellikle kuzeybatı kısmında, düz kenarlara sahip polygonal örgü tekniği kullanılmıştır. Lesbos tipi polygonal örgüden farklı olan bu tekniğin, Batı Anadolu’da ve özellikle Olba territoriumundaki epigrafik kanıtlı örnekleri sayesinde MÖ 3. yüzyıl sonları ile MÖ 2. yüzyılın son çeyreği arasında yoğun olarak kullanıldığı bilinmektedir. Duvarın tahribata uğramış güneydoğu kısmı, kesme blok taşlardan bindirme tekniğinde, atkılı-isodomik sıralı bir örgü kullanılarak onarılmıştır (MÖ 2. yüzyıl ortaları?). Kuzeybatı kısmında, farklı kotlarda yer alan üç adet “Thurides Toskai”yani mazgal deliği, muhtemelen su ve nem tahribatını yapıdan uzak tutma amaçlıdır. Teras duvarının doğu bitişiğinde aynı aksta uzanan ikinci bir duvar 80 cm.lik bir peristasis yaratmaktadır. Korunmuş uzunluğu 64,25 m., kalınlığı 35-50 cm. arasında olan bu destek duvarı, devşirme taşların da kullanıldığı kaba kırma taşlardan karmaşık sıralı bir örgüye sahiptir. Yaklaşık 40 cm. kalınlığındaki üç adet taşın üst üste bindirilmesiyle oluşan atkılar sayesinde iki duvar birbirine bağlanmaktadır.
Yukarı teras duvarının güneydoğu bitişiğindeki gymnasion teras duvarı, 2,5 m. uzunluğunda iki kademeli çıkıntı yaparak güneye doğru uzanmaktadır. Aynı zamanda doğusundaki terası tutan duvarın uzunluğu 56,4 m., korunmuş yüksekliği 5,96 m.dir. Kesme blok taşlardan bindirme tekniğinde, atkılı-isodomik sıralı örgüye sahiptir. Duvarın kuzeybatı köşesinde MÖ 2. yüzyıl Aigai geleneği olarak pahlama işlemi uygulanmıştır. Ayrıca yapının alt kotunda isodomik sıralı bir kuşak uzanmaktadır.
Gymnasion ve tiyatro düzlüğünü destekleyen yukarı teras duvarının 9,65 m. batısında ve alt kotlarda korunmuş uzunluğu 177,41 m., yüksekliği 3,90 m. kalınlığı 1,10 m. olan bir aşağı teras duvarı (No. 11) uzanmaktadır. Yukarı teras duvarı ile aynı aksta uzanan ve farklı onarım evreleri gösteren duvarın 1,50 m. yüksekliğe kadar korunan orijinal örgüsü, trapezoidal taşlardan bindirme tekniğinde atkılı-isodomik sıraya sahiptir. 3,11 m. yüksekliğindeki noktada isodomik bir kuşak uzanmaktadır. Duvarın altındaki tahliye deliği beşik tonoz tekniğinde tasarlanmıştır. Duvarın hemen arkasında aynı aksta uzanan ikinci bir destek duvarı (No.12) uzanmaktadır. Kaba kırma taşlardan karmaşık sıralı logaden örgüye sahip duvar, önündeki aşağı teras duvarı için hem statik yükü azaltmakta hem de yarattığı peristasis sayesinde duvar şiltesi görevi üstlenmektedir.