Piazza dei Martiri costituisce il perno dell'assetto urbano rinascimentale voluto da Alberto III Pio in sostituzione dell'assetto medievale incentrato sull'attuale piazza Re Astolfo.

L'amplissimo spazio (276 metri di lunghezza e 60 di larghezza), più stretto verso sud, è delineato sul lato occidentale dal Portico Lungo, uniforme prospettiva dei palazzi nobiliari già presente nel XV secolo. La loggia, costituita da cinquantadue arcate con luci a sesto ribassato, presenta al centro un arco più ampio, comunemente chiamato "voltone", riccamente decorato in cotto, in corrispondenza di via Paolo Guaitoli o "della catena". In alcune volte a crociera del portico sono state recuperate pitture rinascimentali con stemmi araldici.

Proseguendo il percorso porticato verso sud, attraversata via Berengario, di fronte al Palazzo Comunale già settecentesca dimora della famiglia Scacchetti, s'innalza il Portico del Grano, edificio rinascimentale che si dice ideato da Baldassarre Peruzzi, nell'ambito della riconfigurazione della città voluta da Alberto III Pio ai primi del '500. Sul tetto del Portico del Grano è ubicata una sinagoga, fra le più antiche in Emilia, costruita nel 1722 su progetto del modenese Lucenti.

Una seconda Sinagoga sorge nella retrostante via Giulio Rovighi, già contrada del Ghetto, istituito nel 1719 chiudendo le due estremità della strada con portoni. Questa Sinagoga fu realizzata dal 1859 al '61, su disegno di Achille Sammarini, protagonista dell'architettura carpigiana del secondo '800; oltre il portale, in eclettico stile neorinascimentale, una scala marmorea a gradini concavi conduce nel Tempio - chiuso nel 1922 - con decorazioni pittoriche e in scagliola di gusto classicistico dovute a Ferdinando Manzini, Gaetano Venturi e Antonio Bernasconi; rimangono inoltre la struttura dell'antico Aron - l'armadio sacro per i rotoli della Torah -, la balaustrata a pilastrini e il matroneo.

Sulla piazza si affacciano sul lato settentrionale la Cattedrale dell'Assunta e sul lato orientale il Palazzo dei Pio di Savoia detto il Castello e il Teatro Comunale