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위례성은 북면 위례산(표고 525.9m)의 정상부에 위치한다. 행정구역상으로는 북면 운용리와 입장면 호당리의 경계에 해당한다. 산성은 위례산 정상을 중심으로 축조된 테뫼식산성과 이 산성을 남북으로 연결한 포곡식산성의 복합식산성이다. 성의 둘레는 950m인데, 현재 성벽은 약 40m정도 남아있다. 성벽은 구간별로 토석혼축과 석축으로 축조하였으며, 높이는 석성부분은 4~5m, 토석혼축 부분은 2m 가량이다. 석재는 주변에서 쉽게 구할 수 있는 화강암을 이용하였으며, 다듬은 흔적은 확인되지 않는다. 축조방법은 기초부분에는 50~70㎝ 정도의 큰 석재를 쌓고, 위로 올라가면서 작은 석재를 사용하였다. 부대시설로는 문지, 우물지, 장대지, 여장, 적석유구 등이 확인되고 있다. 출토유물로는 백제~조선시대의 각종 토기편과 자기편, 그리고 기와편과 토제말, 철기류 등이 있다. 산성의 축조시기를 밝히기 위해 몇 차례에 걸쳐 발굴조사를 실시하였다. 1995· 1996년 조사에서는 성벽의 축조시기를 4세기 말에서 5세기 전반으로 추정하였으나 2009~2011년에 걸쳐 정밀발굴조사를 실시한 결과 통일신라시대에 처음 축조되고, 고려시대에 다시 수축된 것으로 확인되었다. 성의 내부에서 다량의 백제시대 유물이 확인되었는데, 당시의 건물지 등이 존재했을 가능성이 남아있다. 그리고 『삼국유사』를 비롯해 조선시대 역사서에는 백제의 초도지로 '직산 위례성'에 대한 기록이 보이는데, 이를 근거로 위례성을 백제의 초도지로 보는 견해도 있다. 위례성은 주변에 위치한 성거산성 등과 함께 직산일대를 방어하는 배후산성으로서의 기능을 하였을 것으로 추정된다.